KR20190008244A - 미끄럼-베어링 복합 재료를 제조하기 위한 방법, 미끄럼-베어링 복합 재료 및 이러한 미끄럼-베어링 복합 재료로 제조된 슬라이딩 요소 - Google Patents

미끄럼-베어링 복합 재료를 제조하기 위한 방법, 미끄럼-베어링 복합 재료 및 이러한 미끄럼-베어링 복합 재료로 제조된 슬라이딩 요소 Download PDF

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Abstract

본 발명은 미끄럼-베어링 복합 재료(30)를 제조하기 위한 방법에 관한 것이며, 베어링 금속 용융물(14)이 강철로 이루어진 벨트 재료(6) 상으로 부어지고, 베어링 금속(14)과 벨트 재료(6)로 이루어진 복합 재료(25)는 이후에 열 처리에 투입된다. 베어링 금속(14)이 부어진 후, 복합 재료(25)는 급냉되며, 이어서 에이징 작업이 후속된다. 본 발명은 또한 미끄럼-베어링 복합 재료(30)에 관한 것이며, 이는 강철로 이루어진 캐리어 층(32) 및 캐스팅된 구리 합금으로 이루어진 베어링 금속 층(34)을 갖고, 베어링 금속 층은 수지상 미세구조를 갖는다.

Description

미끄럼-베어링 복합 재료를 제조하기 위한 방법, 미끄럼-베어링 복합 재료 및 이러한 미끄럼-베어링 복합 재료로 제조된 슬라이딩 요소
본 발명은, 강철로 제조된 스트립 재료(strip material) 상으로 베어링 금속이 캐스팅되고(cast), 베어링 금속과 스트립 재료로 이루어진 복합 재료가 이후에 열 처리를 거치는, 미끄럼-베어링 복합 재료를 제조하기 위한 방법에 관한 것이다. 또한, 본 발명은 미끄럼-베어링 복합 재료에 관한 것이며, 이러한 미끄럼-베어링 복합 재료로 제조되는 슬라이딩 요소(sliding element)에 관한 것이다.
현재, 미끄럼-베어링 복합 재료는, 베어링 금속이 캐스팅된 후 복합 재료를 실온으로 냉각하고, 이후에 그 재료를, 어닐링 단계(annealing step), 실온으로 급냉(quenching) 및 이후의 석출 경화(precipitation hardening)(에이징(aging))를 포함하는, 열 처리에 투입함으로써 제조된다. 이 방법 순서는, 개별 방법 단계들의 온도 T가 시간 t에 대해 표시된, 도 1에 개략적으로 도시되며, 예를 들어, DE 496 935에 설명되어 있다. RT는 실온(room temperature)(20℃)을 나타내고, TM은 용융 온도(melt temperature)를 나타낸다.
어닐링 단계는 솔루션 어닐링(solution annealing, 용체화 풀림)이라고도 지칭되며, 이는, DIN 17014에 따르면, 석출된 성분(precipitated constituents)을 혼성 결정(mixed crystals)에 용해시키기 위한 어닐링을 의미한다. 예를 들어, 오스테나이트계 강(austenitic steel)에서, 특정 석출 가능한 합금 원소들이 γ-혼성 결정에 용해된다. 후속하여 재료를 충분히 빠르게 냉각함으로써, 과포화된 석출-경화 가능한 γ-혼성 결정이 얻어진다.
어닐링 온도 외에도, 유지 시간(retention time) 및 냉각 속도가 어닐링 처리 후에 달성되는 입자 크기에 중요하다. 예를 들어 노(furnace) 내에서, 매우 느린 냉각은 γ-상(γ-phase)이 비교적 높은 온도에서 변환되도록 한다. 그러나, 시간 단위에 걸쳐 형성되는 핵의 수는 적으며, 반면 결정화 속도는 빠르다. 이는 비교적 조대한 입자에 대한 조건을 제공한다. 냉각이 빠른 경우, 형성되는 미세구조는 보다 미세한데, 왜냐하면 변환이 보다 낮은 온도에서만 이루어지기 때문이다. 합금 첨가물은 석출물의 형성으로 인해 입자 성장을 방해할 수 있다 (BARTHOLOME E. 1982 Ullmanns
Figure pct00001
der technischen Chemie, Vol 22, 4th edition, page 28, Verlag Chemie, Weinheim 참조).
합금에서, 솔루션 어닐링은 균질화 어닐링(homogenisation annealing)이라고도 지칭된다.
실질적으로 모든 기술 합금은 전적으로 또는 대체로 혼성 결정으로 이루어지기 때문에, 분리(segregation)는 주조 금속(cast metal) 및 합금에서 다양한 범위로 예상될 수 있다. 그러나, 가능한 한 가장 균일한 미세구조가 합금에서 항상 바람직하기 때문에, 이러한 분리는 가능한 한 많이 제거되어야 한다. 이는 균질화 어닐링에 의해 수행된다. 불균질한, 분리된 합금은, 결정 가장자리(crystal edge)와 코어(core) 사이의 농도 차이가 확산의 결과로서 균형을 이룰 때까지, 가능한 한 가장 높은 온도에서 어닐링된다 (SCHUMANN H. 1989 Metallographie [Metallography], 13th　Edition, page　376, Deutscher Verlag
Figure pct00002
Grundstoffindustrie, Leipzig 참조).
"에이징"은 과포화된 혼성 결정으로부터 분리(demixing) 및/또는 석출을 유발하기 위해 실온에서 유지하거나(자연 에이징(natural aging)) 보다 높은 온도에서 유지하는 것(인공 에이징(artificial aging))을 수반한다. 과포화된 혼성 결정을 고갈시킬 때, 석출이 규칙적으로 (연속적으로) 또는 불규칙적으로 (불연속적으로) 발생할 수 있다.
마르텐사이트(martensite)는 과포화된 혼성 결정이고 탄화물이 석출될 수도 있기 때문에, 이러한 유형의 석출 공정은, 예를 들어, 경화된 강철(hardened steel)을 템퍼링(tempering)하는 경우에 중요하다. 특수한 탄화물을 형성하는 합금 원소를 함유하는 강철에서, 이러한 원소들의 탄화물이 450℃ 내지 650℃의 템퍼링 온도에서 마르텐사이트로부터 석출되고 2차 경화를 일으킨다 (see BARTHOLOME E. 1982 Ullmanns
Figure pct00003
der technischen Chemie, Volume 22, 4th Edition, page 34, Verlag Chemie, Weinheim 참조).
일부 구리 합금은 석출-경화 가능하다. 구리 합금이 석출-경화 가능하기 위해서는, 세 가지 조건이 충족되어야 한다. 고체 상태에서 합금 성분에 대한 용해도는 낮아야 하며, 용해도는 온도가 강하함에 따라 감소해야 하고, 평형 형성의 관성은 고온에서 균질한 혼성 결정이 급냉 이후에 고체 상태에서 유지되기에 충분히 높아야 한다 (DKI (German Copper Institute),
Figure pct00004
von Kupferwerkstoffen [Heat-treating copper materials], https://www.kupferinstitut.de/de/werkstoffe/verarbeitung/waermebehandlung.html 참조).
DE 10 2005 063 324 B4는, 특히 미끄럼-베어링 셸(plain-bearing shell)과 같은 미끄럼-베어링 요소를 위한, 미끄럼-베어링 복합 재료를 제조하기 위한 표준 방법을 개시하고 있다. 그 방법은 다음의 방법 단계들을 제공한다:
- 복합재를 제조하기 위해 강철 기판 상으로 구리 합금을 캐스팅(casting)하는 단계,
- 다음 단계들에 의한 열기계적 처리 단계:
- 550℃ 내지 700℃에서 2 내지 5 시간 동안 복합재의 적어도 하나의 제1 어닐링 단계,
- 복합재의 적어도 하나의 제1 압연 단계로서, 20 내지 30％의 변형도가 구현되는 단계,
- 500℃ 내지 600℃에서 1시간 이상 동안의 적어도 하나의 제2 어닐링 단계.
제1 어닐링 단계는 균질화 어닐링 단계이며, 제2 어닐링 단계는 재결정 어닐링(recrystallisation annealing) 단계이다. 이 방법에서, 강철은 에이징 되지 않는다.
그러나, 이렇게 제조된 복합 재료는 미끄럼 베어링의 강도(strength)에 대한 증가된 요건을 충족할 수 없다. 용어 "강도"는 용어 "인장 강도(tensile strength)", "항복 강도(yield strength)" 및 "파단신율(elongation at break)"을 포함한다.
상기 내용에 비추어, 본 발명의 목적은, 보다 나은 기계적 성질을 갖는, 특히 보다 높은 강도 및 보다 큰 경도를 갖는, 미끄럼-베어링 복합 재료를 또한 생성하면서 보다 신속하고 비용-효율적으로 수행될 수 있는, 미끄럼-베어링 복합 재료에 대한 제조 방법을 제공하는 것이다.
본 발명의 또 다른 목적은 상응하는 미끄럼-베어링 복합 재료 및 이 재료로부터 제조되는 미끄럼-베어링 요소를 제공하는 것이다.
이 목적은 청구항 1의 특징을 갖는 방법에 의해 달성된다.
본 방법은, 베어링 금속이 캐스팅된 이후에, 복합 재료가 급냉되고, 이후에 에이징 공정이 이어서(subsequently) 수행되는 것을 특징으로 한다.
"이어서(subsequently)"는 "직후(immediately afterwards)"만을 의미하지는 않으며, 보다 늦은 시점에, 예를 들어 도 3과 관련하여 설명되는 바와 같이, 복합 재료가 벨 퍼니스(bell furnace) 내에서 권취된 이후에, 에이징 하는 것을 또한 포함한다.
따라서, 캐스팅에 후의 열처리는 복합 재료의 급냉 및, 에이징이라고도 지칭되는, 에이징 공정을 포함한다.
"급냉(quenching)"은 융점(melting point)으로부터 소정의 온도로의 급속 냉각을 의미하는 것으로 이해된다. 이러한 종류의 급냉 공정은 바람직하게는 2분 미만 동안 지속되며, 특히 바람직하게는 1분 미만 동안 지속된다.
본 방법은 급냉 및 에이징 공정 사이에 어닐링 단계 없이 수행된다.
어닐링 단계를 제거함으로써, 제조 방법의 지속시간이 감소된다. 어닐링 단계를 수행하기 위해 복합 재료를 가열하기 위한 에너지 소비 및 비용이 또한 감소된다.
캐스팅, 급냉 공정 및 후속 에이징을 조합함으로써, 복합 재료의 기계적 성질이 상당히 향상될 수 있다는 것이 또한 밝혀졌다.
고온의 베어링-금속 용융물을 캐스팅함으로써 그리고 후속 급냉의 결과로서, 강철은 강철을 경화하기 위한 열 처리와 유사한 열 처리를 거친다. 베어링 금속에 대한, 특히 구리 합금으로 제조된 베어링 금속에 대한, 전형적인 융점은 1000℃ 내지 1250℃이며, 이는 오스테나이트계 강을 경화하기 위해 전형적으로 사용되는 1000℃ 내지 1100℃의 어닐링 온도의 범위에 해당한다.
강철의 경도는 150 HBW 1/5/30 내지 250 HBW 1/5/30의 범위 내에서 설정될 수 있다.
따라서, 본 발명에 따른 방법의 이점은, 강철을 경화하기 위해, 캐스팅이 용융물 급냉 공정(melt quenching process)과 결합하여 이용된다는 것이다.
베어링-금속 용융물을 급냉하는 것은, 결정화를 방지하고 베어링 금속의 무질서한 유체 구조(disorderly fluid structure)를 동결시키는 점에서, 또한 유리하다. 따라서, 베어링 금속에서 분리가 거의 일어나지 않을 수도 있으며, 이는 균질화 목적을 위한 솔루션 어닐링에 대한 필요가 없고 에이징이 이어서 수행될 수 있다는 것을 의미한다.
에이징을 위한 출발 구조로서의 동결된 무질서한 혼성 결정 구조는 장점을 가지며, 이에 의해, 예를 들어, 베어링 금속의 경도는 열 처리를 위한 적절한 온도 및 지속시간을 선택함으로써 목표된 방식으로 넓은 범위에 걸쳐 조절될 수 있다. 이는, 인장 강도 및 항복 강도와 같은, 다른 기계적 성질들에, 파단신율에 그리고, 열 전도도와 밀접하게 관련된, 전기 전도도에 또한 적용된다.
에이징 공정을 위해, 바람직하게는 350℃ 내지 520℃의 온도 범위와 바람직하게는 4시간 내지 10시간의 지속시간이 기계적 성질의 목표된 조절에 바람직하다는 것이 밝혀졌다. 이와 관련하여, 긴 지속시간은 낮은 에이징 온도와 결합되는 것이 바람직하며, 그 반대의 경우도 마찬가지이다.
베어링 금속에 대해, 경도는 100 내지 200 HBW 1/5/30의 범위에서 설정될 수 있고, 전기 전도도는 20 내지 50％ IACS(International Annealed Copper Standard)의 범위에서 설정될 수 있다. 이 경우, 전기 전도도는 순수한 어닐링된 구리에서의 전기 전도도의 백분율로서 표현된다. 100％ IACS는 58·106 S/m의 전기 전도도에 해당한다. 바람직하게는 380 MPa 내지 500 MPa의 값이 인장 강도에 대해 설정될 수 있으며, 바람직하게는 250 내지 450 MPa의 값이 항복 강도에 대해 설정될 수 있으며, 바람직하게는 5 내지 35％의 값이 파단신율에 대해 설정될 수 있다.
바람직하게는, 에이징 공정은 350℃ 내지 420℃의 온도에서 수행된다. 한편으로, 이 온도 범위에서의 에이징은 캐스팅된 상태에 비해 베어링 금속의 경도에서 약간의 증가만으로 이어지며, 달성 가능한 경도는 솔루션 어닐링을 포함하는 종래의 방법과 유사한 경도에 실질적으로 해당한다.
다른 한편으로, 이 방법은 종래 기술에 비해 베어링 금속에서 상당히 더 높은 항복 강도를 설정할 수 있다. 그 결과, 미끄럼-베어링 복합 재료는, 상기 미끄럼-베어링 복합 재료가, 예를 들어 미끄럼-베어링 셸, 미끄럼-베어링 부싱(plain-bearing bushing) 또는 슬라이딩 세그먼트(sliding segment)와 같은, 슬라이딩 요소에 사용되는, 고하중 용도(heavy-duty use)에, 예를 들어 중장비 트럭(heavy-duty lorry), 건설 기계 또는 기타 중장비 상용 및 작업 기계에, 매우 적합하다.
바람직하게는, 에이징 공정은 > 420℃ 내지 520℃의 온도에서 수행된다. 이 온도 범위에서의 에이징은 장점을 가지며, 이에 의해 베어링 금속의 경도, 인장 강도 및 항복 강도가 종래 기술에 비해 상당히 증가될 수 있고 목표된 방식으로 조절될 수 있다. 따라서, 미끄럼-베어링 복합 재료는, 예를 들어 유압 펌프의 밸브 플레이트에서와 같은, 산업 분야에서의 사용에 매우 적합하다. 그 결과, 미끄럼-베어링 복합 재료는, 예를 들어 유압 펌프의 밸브 플레이트에서와 같은, 산업 분야에서의 사용에 매우 적합하다.
에이징 공정은 급냉의 결과로서 이미 달성된 강철의 경도에 영향을 미치지 않으며, 이에 따라, 온도 및 유지 시간과 같은, 에이징 공정 파라미터들은 베어링 금속의 특성을 조절하기 위해 오직 선택될 수 있다.
본 방법은 상이한 경도의 베어링-금속 층과 조합된 매우 경질의 강철을 포함하는 복합 재료를 제조하는 것이 가능하다는 점에서 유리하다.
바람직하게는, 오스테나이트계 강이 강철로서 사용되며, 특히 바람직하게는, 0.15 중량％ 내지 0.40 중량％의 탄소 함량을 갖는 강철이 사용된다. 예시적인 강철 및 그 조성은 이하의 표 1에 제시되어 있다.
Figure pct00005
(표 1 번역: steel description: 강철 설명, chemical composition: 화학적 조성, short name: 약어, material numbers: 재료 번호, max.: 최대, quality steels: 퀄러티 강철, stainless steels: 스테인리스강)
이러한 강철들에서, 강철의 오스테나이트 상(austenitic phase)은 급냉 공정에 의해 동결된다.
바람직하게는, 구리 합금으로 이루어진 베어링 금속이 캐스팅된다. 구리 합금, 바람직하게는 석출-경화 가능한 구리 합금 그리고 특히 구리-니켈 합금, 구리-철 합금, 구리-크롬 합금 또는 구리-지르코늄 합금이 베어링 금속으로서 사용되는 경우, 베어링 금속의 기계적 성질들이 넓은 범위에 걸쳐 조절될 수 있음이 밝혀졌다.
표 2는 바람직한 구리 합금의 조성을 제시하고 있다.
Figure pct00006
(표 2 번역: number: 번호, other: 기타, state: 상태, remainder: 잔부, max.: 최대, precipitation-hardened: 석출 경화된)
EN은 유럽 표준에 따른 재료 번호를 의미하고, UNS는 미국 표준(ASTM)에 따른 재료 번호를 의미한다.
바람직하게는, 급냉 공정은 캐스팅 공정 직후에 시작된다. 그렇게 함으로써, 캐스팅 공정 이후에 보통의, 즉 제어되지 않은, 냉각이 일어나는 것이 방지되며; 보통의, 즉 제어되지 않은, 냉각이 캐스팅 공정 이후에 시작하는 것은, 베어링-금속 미세구조가 평형 상태에 너무 가까이 접근하여, 캐스팅 직후에 의도되는 석출 경화를 수행하는 것을 어렵게 하거나 불가능하게 하기 때문에, 불리할 수 있다.
바람직하게는, 급냉 공정은 캐스팅 공정 이후 15 ~ 25초 내에 시작된다.
바람직하게는, 복합 재료는 150℃ 내지 250℃의 온도 T1으로 급냉된다. 실온으로의 추가 냉각은 재료가 냉각되도록 둠으로써 수동적으로 수행된다. 냉각은 복합 재료가 권취되어 있을 때 수행될 수도 있다.
바람직하게는, 급냉 공정은 10 K/s 내지 30 K/s의 급냉 속도로 수행된다. 10 K/s 미만의 급냉 속도에서는, 베어링 금속이 과포화된 혼성 결정 상태에 있는 것이 보장될 수 없으며, 이는 석출 경화를 보다 어렵게 하거나 불가능하게 할 수도 있다.
30 K/s 초과의 급냉 속도가 필요하지는 않은데, 왜냐하면 > 30 K/s의 급냉 속도가 석출 효과의 측면에서 어떠한 이점을 더 이상 가져오지는 않는 것으로 시험에서 밝혀졌기 때문이다.
바람직하게는, 급냉 속도는 관련 합금에 맞추어져야 한다. 바람직하게는, 구리-니켈 합금은 15 K/s 내지 25 K/s의 급냉 속도에서 급냉된다.
바람직하게는, 구리-철 합금은 15 K/s 내지 25 K/s의 급냉 속도에서 급냉된다.
바람직하게는, 구리-크롬 합금은 10 K/s 내지 20 K/s의 급냉 속도에서 급냉된다.
바람직하게는, 구리-지르코늄 합금은 10 K/s 내지 25 K/s의 급냉 속도에서 급냉된다.
개별 구리 합금에 대해 상이한 급냉 속도가 필요한데, 왜냐하면, 합금 시스템에 따라, α-혼성 결정과 경질 입자로 구성된 2상 영역이 상이한 크기의 온도 범위에 걸쳐 있기 때문이다. 따라서, 넓은 2상 영역을 갖는 합금 시스템의 경우, 보다 좁은 2상 영역을 갖는 시스템의 경우보다, 캐스팅 공정 중에 가능한 한 적은 석출을 발생시키기 위해, 보다 높은 냉각 속도가 구현되어야 한다.
급냉은 냉각 매체(cooling medium)를 이용하여 수행되며, 바람직하게는 급냉 유체(quenching fluid)에 의해, 특히 냉각 오일에 의해 수행된다.
바람직하게는, 급냉 유체는 복합 재료의 후면에 분무된다. 후면에, 즉 강철 측에, 분무하는 것은 강철이 먼저 급냉되고 이후에서야 베어링 금속이 냉각되는 것을 보장한다. 이는, 특히 베어링 금속의 경도가 어떠한 경우에도 후속 에이징 공정에 의해 조절되기 때문에, 강철의 원하는 경도가 각각의 경우에 달성되는 것을 보장한다.
미끄럼-베어링 복합 재료를 제조할 때, 강철 스트립은 바람직하게는 롤(roll)로부터 풀리고, 연이어 배치되는 개별 처리 스테이션으로 연속적으로 공급된다. 완성된 미끄럼-베어링 복합 재료는 제조 방법의 끝에서 다시 권취되고 이후에 별도의 에이징 스테이션에 공급된다.
이후, 또는 나중의 시점에, 미끄럼-베어링 복합 재료는 추가 가공되어서, 예를 들어 미끄럼 베어링 하프-셸(plain bearing half-shell), 미끄럼 베어링 플레이트 등과 같은, 미끄럼-베어링 요소를 형성한다. 추가 가공하는 동안, 필요에 따라, 추가 층들, 특히 슬라이딩 층이 적용된다.
바람직하게는, 스트립 재료는 캐스팅 전에 900℃ 내지 1050℃ 범위에서 온도 T0로 가열된다. 이러한 예열은 캐스팅 할 때 베어링-금속 용융물이, 응고가 일어나기 전에, 액체 상태에서 스트립의 전체 폭에 걸쳐 완전하게 그리고 균일하게 퍼질 수 있다는 점에서 유리하다.
바람직하게는, 예열은 스트립 재료의 위 및/또는 아래에 배치되는 복사 가열기(radiant heater)에 의해 수행된다.
추가적인 바람직한 방법 단계들로는 캐스팅 전에 강철 스트립을 프로파일링 하는 단계, 즉 강철 스트립의 에지를 변형시키는 단계; 베어링 금속이 급냉되고 응고된 후 베어링-금속 표면을 밀링(milling)하는 단계; 그리고 에이징 이후의 디프로파일링(deprofiling) 단계, 특히 에지 스트립(edge strip)을 제거하는 단계가 있다.
본 미끄럼-베어링 복합 재료는 강철 기판과, 캐스팅된 구리 합금으로 이루어진, 베어링-금속 층을 포함하며, 베어링-금속 층이 수지상 미세구조(dendritic microstructure)를 갖는 것을 특징으로 한다.
"수지상 구조(dendritic structure)"는 전나무형 구조(fir tree-like structure)를 갖는 결정의 분기된 성장 형상(ramified growth shape)을 의미하는 것으로 이해되며, 그것의 응고 미세구조에서 형상 및 배치는 냉각 조건에 크게 의존한다.
기판은 150 HBW 1/5/30 내지 250 HBW 1/5/30의 경도를 바람직하게는 갖는다.
기판은 190 HBW 1/5/30 내지 210 HBW 1/5/30의 경도를 바람직하게는 갖는다.
베어링-금속 층은 100 HBW 1/5/30 내지 200 HBW 1/5/30의 경도를 바람직하게는 갖는다.
베어링-금속 층은 100 HBW 1/5/30 내지 180 HBW 1/5/30의 경도를 바람직하게는 갖는다.
베어링-금속 층은 380 MPa 내지 500 MPa의 인장 강도를 바람직하게는 갖고, 특히 바람직하게는 390 내지 480 MPa의 인장 강도를 갖는다.
바람직하게는, 베어링-금속 층의 항복 강도는 250 MPa 내지 450 MPa 이다.
베어링-금속 층의 파단신율은 바람직하게는 5％ 내지 35％ 이다.
구리 합금은 바람직하게는 구리-니켈 합금, 구리-철 합금, 구리-크롬 합금 또는 구리-지르코늄 합금이다.
니켈의 합금 함량은 바람직하게는 0.5 내지 5 중량％ 범위이며, 특히 바람직하게는 1 내지 3 중량％ 범위이다.
철의 합금 함량은 바람직하게는 1.5 내지 3 중량％ 범위이며, 특히 바람직하게는 1.9 내지 2.8 중량％ 범위이다.
크롬의 합금 함량은 바람직하게는 0.2 내지 1.5 중량％ 범위이며, 특히 바람직하게는 0.3 내지 1.2 중량％ 범위이다.
지르코늄의 합금 함량은 바람직하게는 0.02 내지 0.5 중량％ 범위이며, 특히 바람직하게는 0.3 내지 0.5 중량％ 범위이다.
인(phosphorous)의 합금 함량은 바람직하게는 0.01 내지 0.3 중량％ 범위이며, 망간의 함량은 바람직하게는 0.01 내지 0.1 중량％ 범위이며, 아연의 함량은 바람직하게는 0.05 내지 0.2 중량％ 범위이다.
본 발명에 따른 미끄럼-베어링 요소는 본 발명에 따른 미끄럼-베어링 복합 재료 및 바람직하게는, 베어링-금속 층에 적용되는, 슬라이딩 층을 포함한다.
슬라이딩 층이 갈바니 층(galvanic layer)으로 이루어지는 것이 또한 유리하다. 갈바니 층은 다기능 재료이며, 특히, 이물질 입자에 대한 우수한 매립성(embeddability)에 의해, 슬라이딩 파트너(sliding partner)에 적응 또는 주행 특성에 의해, 항부식제(anti-corrosion agent)로서 그리고 오일 손실시 우수한 건식-주행 특성(dry-running property)에 의해, 구별된다. 갈바니 층은 저점도 오일을 사용할 때 특히 유리한데, 왜냐하면, 이 경우에, 혼합-마찰 상태가 비교적 자주 발생할 수 있으며, 혼합-마찰 상태에서는 전술한 특성들이 중요해지기 때문이다.
갈바니 층은 주석-구리 합금, 비스무트-구리 합금 또는 순수 비스무트로 바람직하게는 이루어진다.
주석-구리 합금에서, 구리 함량은 바람직하게는 1 ~ 10 중량％ 이다. 비스무트-구리 합금에서, 바람직한 구리 함량은 1 ~ 20 중량％ 이다.
또 다른 바람직한 방법은 PVD 방법이며, 특히 스퍼터링이다. 스퍼터링된 층은 알루미늄-주석 합금, 알루미늄-주석-구리 합금, 알루미늄-주석-니켈-망간 합금, 알루미늄-주석-규소 합금 또는 알루미늄-주석-규소-구리 합금으로 바람직하게는 이루어진다.
이 합금들에서, 바람직하게는 주석 함량은 8 ~ 40 중량％, 구리 함량은 0.5 ~ 4.0 중량％, 규소 함량은 0.02 ~ 5.0 중량％, 니켈 함량은 0.02 ~ 2.0 중량％, 망간 함량은 0.02 ~ 2.5 중량％ 이다.
또 다른 실시형태에 따르면, 슬라이딩 층은 플라스틱 층으로 이루어질 수 있다. 플라스틱 층은, 침지(immersion)에 의해 또는 분무에 의해, 예를 들어 스크린 또는 패드 프린팅과 같은, 페인팅(painting) 또는 프린팅 방법에 의해 바람직하게는 적용된다.
이러한 목적을 위해, 코팅될 표면은 그리스(grease)를 제거함으로써, 화학적으로 또는 물리적으로 활성화됨으로써 그리고/또는, 예를 들어 샌드 블라스팅(sand blasting) 또는 그라인딩(grinding)에 의해, 기계적으로 조면화됨으로써 적절하게 준비되어야 한다.
플라스틱 층의 매트릭스는 PAI와 같은 내고온성 수지로 바람직하게는 이루어진다. 또한, MoS2, 질화 붕소, 흑연 또는 PTFE와 같은 첨가제들이 매트릭스에 혼입될 수 있다. 개별적으로 또는 조합으로, 첨가제의 함량은 바람직하게는 5 내지 50 부피％ 이다.
표 3은 갈바니 슬라이딩 층의 예를 제시하고 있다.
Figure pct00007
(중량％ 정보)
바람직한 갈바니 슬라이딩 층은 주석 매트릭스를 포함하며, 여기에는 39 ~ 55 중량％ 구리 및 잔부 주석으로 이루어진 주석-구리 입자들이 임베딩된다. 그 입자 직경은 바람직하게는 0.5 ㎛ 내지 3 ㎛ 이다.
갈바니 층은 중간 층에, 특히 2개의 중간 층에, 적용되는 것이 바람직하며, 제1 중간 층은 Ni로 이루어지고 그 위의 제2 중간 층은 니켈 및 주석으로 이루어진다. 제2 중간 층의 Ni 함량은 바람직하게는 30 ~ 40 중량％ Ni 이다. 제1 중간 층은 바람직하게는 1 내지 4 ㎛의 두께를 갖고, 제2 중간 층은 바람직하게는 2 내지 7 ㎛의 두께를 갖는다.
표 4는 스퍼터링된 층의 예를 제시하고 있다.
Figure pct00008
(중량％ 정보)
표 5는 플라스틱 슬라이딩 층의 예를 제시하고 있다.
Figure pct00009
(부피％ 정보)
전술된 모든 슬라이딩 층들은 구리 합금으로 제조된 베어링-금속 층과 결합될 수 있다.
미끄럼-베어링 요소는 미끄럼 베어링 셸, 밸브 플레이트, 또는, 예를 들어 슬라이딩 가이드 레일(sliding guide rail)과 같은, 슬라이딩 세그먼트로서 바람직하게는 형성된다.
본 발명에 의하면, 보다 나은 기계적 성질을 갖는, 특히 보다 높은 강도 및 보다 큰 경도를 갖는, 미끄럼-베어링 복합 재료를 또한 생성하면서 보다 신속하고 비용-효율적으로 수행될 수 있는, 미끄럼-베어링 복합 재료에 대한 제조 방법이 제공된다.
또한, 본 발명에 의하면, 상응하는 미끄럼-베어링 복합 재료 및 이 재료로부터 제조되는 미끄럼-베어링 요소가 제공된다.
예시적인 실시형태들은 도면을 참조하여 이하에서 보다 상세하게 설명될 것이다.
도 1은 종래 기술에 따른 제조 방법의 개략도이다.
도 2는 본 발명에 따른 방법 순서의 개략도이다.
도 3은 본 발명에 따른 스트립 캐스팅 시스템의 개략도이다.
도 4a 및 도 4b는 2개의 슬라이딩 요소의 사시도이다.
도 5는, 비교예(comparative example)에 대한, 미세구조 상태에 따른 경도(hardness as a function of the microstructure state)의 그래프 도표이다.
도 6은 비교예에 대한, 미세구조 상태에 따른 베어링-금속 강도의 그래프 도표이다.
도 7은 본 발명에 따른 실시예 1 내지 3에 대한 경도의 그래프 도표이다.
도 8은 본 발명에 따른 실시예 1 내지 3에 대한 베어링-금속 강도의 그래프 도표이다.
도 9는 강철의 철-탄소 상태도(iron-carbon diagram)이다.
도 10은 베어링-금속 합금 CuNi2Si에 대한 상태도이다.
도 11은 캐스트 미세구조(cast microstructure)의 현미경 사진이다.
도 12는 실시예 1에 따른 베어링-금속 층의 수지상 미세구조의 현미경 사진이다.
도13은 실시예 2에 따른 베어링-금속 층의 또 다른 수지상 미세구조의 현미경 사진이다.
도 14는 실시예 3에 따른 베어링-금속 층의 또 다른 수지상 미세구조의 현미경 사진이다.
도 2는 본 발명에 따른 방법 순서의 개략도이며, 개별 방법 단계들의 온도(T)가 시간(t)에 대해 표시되어 있다. 예를 들어, 용융물은 1100℃의 온도(Tm)에서 강철 스트립 재료 상으로 캐스팅되고, 그 직후 복합 재료는 약 150℃ 내지 250℃의 온도(T1)로 급냉된다. 급냉 공정은 약 ta = 1 내지 3 분 지속된다. 이어서 350℃ 내지 520℃의 온도(TA)에서 에이징이 후속된다. 따라서, 본 방법의 총 지속시간(tg2)은 종래 기술에 따른 방법보다 짧다(도 1 참조, tg1). 보다 짧은 공정은 완전한 균질화 어닐링 단계(솔루션 어닐링)가 생략된다는 사실에 기인한다.
예를 들어, CuNi2Si를 이용하는 경우, 종래 기술은 750℃ 내지 800℃의 목표 온도에 도달하기 위한 예를 들어 수 시간의 가열 시간과 수 시간의 유지 시간을 요하며, 이후에 급냉이 수행된다.
도 3은 본 스트립 캐스팅 시스템(1)의 개략도이다. 풀기 스테이션(unwinding station)(2)에는 강철 스트립 롤(steel strip roll)(3)이 있으며, 이로부터 강철 스트립 재료(6)가 풀린다. 후속하는 프로파일링 스테이션(8)에서는, 스트립 재료(6)의 2개의 에지(9)가 위쪽으로 굽어진다. 가열 스테이션(10)에서는, 스트립 재료(6)의 위와 아래에 배치되는 가열 요소(11)에 의해, 스트립 재료(6)가 최대 T0　=　1050℃ 까지의 온도로 예열된다.
후속하는 캐스팅 스테이션(12)에는, 용융물 용기(melt container)(13)가 있으며, 그 안에는 베어링-금속 용융물(14)이 제공된다. 캐스팅 스테이션(12)에서는, 용융물이 스트립 재료(6) 상으로 캐스팅된다. 제조된 복합 재료(25)는 분무 노즐(17)에 의해 급냉 스테이션(16)에서 급냉된다. 분무 노즐(17)은 스트립 재료(6) 아래에 배치되며, 그에 따라 냉각 오일로 이루어진 급냉 유체(18)는 복합 재료(25)의 후면(26)에 분무된다.
후속하는 밀링 스테이션(20)에서는, 캐스팅 중에 생성된 스킨(skin)을 제거하기 위해 또는 표면을 평평하게 하기 위해, 베어링-금속 표면이 대략(roughly) 밀링된다.
다음으로, 미끄럼-베어링 복합 재료(30)는 권취 스테이션(4)에서 권취된다. 에지(9)는 권취 중에 스페이서(spacer)로서 이용되며, 이에 따라 베어링-금속 층은 강철 스트립의 후면과 접촉하지 않는다. 이는 베어링 금속과 강철이 서로 부착하는 것을 방지한다. 에지(9)는 이후에 미끄럼-베어링 복합 재료가 추후 처리를 위해 다시 풀릴 때까지 제거되지 않는다.
다음으로, 복합 재료 롤(5)은 에이징 스테이션(24)으로 운반되며, 거기서는 베어링 금속에서 원하는 기계적 성질을 설정하기 위해 최종 에이징이 벨 퍼니스(bell furnace) 내에서 수행된다. 에이징 시간은 350℃ 내지 520℃의 온도에서 4 시간 내지 10 시간이다.
이렇게 제조된 미끄럼-베어링 복합 재료(30)는 이후에 추가 가공된다. 예를 들어, 그것으로부터 변형에 의해 미끄럼 베어링 셸이 제조될 수 있다. 도 4a는 미끄럼 베어링 셸(42) 형태의 슬라이딩 요소(40)를 도시한다. 미끄럼 베어링 셸(42)은 강철 기판(32), 미끄럼-베어링 금속 층(34) 및 슬라이딩 층(36)을 포함한다.
도 4b에 도시된 밸브 플레이트(44)의 구조는 본 발명에 따라 제조된 베어링 금속 층(43)과 함께 강철 후면(steel back)(32)을 갖는다. 그러한 적용의 경우, 슬라이딩 층(36)은 응력 이유로 일반적으로 포함되지 않는다. 두께 D1은 1.5 ㎜ 내지 8 ㎜ 일 수 있다. 베어링-금속 두께(D2)는 0.5 ~ 3.0 ㎜ 이다.
비교예: C22+CuNi2Si로 이루어진 미끄럼-베어링 복합 재료가 제조되었으며, DE 10 2005 063 324 B4에 따른 제조 방법은 다음과 같이 수행되었다:
- 캐스팅
- T　=　700℃ 에서 5 시간에 걸친 균질화 어닐링
- 압연
- T　=　550℃ 에서 3 시간에 걸친 재결정 어닐링
- 평탄화(levelling) (정의된 창(defined window) 내에서 강철과 베어링 금속의 경도를 조절하기 위해 이용되는, 낮은 변형(최대 5％)을 수반하는 압연 단계).
도 5는 캐스팅, 균질화 어닐링, 재결정 어닐링 및 평탄화 후의 강철과 베어링 금속에 대한 경도 값을 도시한다.
제조 방법의 끝에서, 미끄럼-베어링 복합 재료는 138 HBW 1/5/30의 강철 경도와 100 HBW 1/5/30의 베어링-금속 경도를 갖는다. 도 6은 해당 강도 값들을 도시한다. 전기 전도도는 IACS 단위로 표시된다.
본 발명에 따른 실시예: 특정 용도를 위해, 즉 주된 요건이 피로 및 마모에 대한 저항성인 용도를 위해, 강철 및 베어링 금속 둘 모두의 보다 높은 강도가 요구되는 경우, 이는 본 발명에 따른 방법에 의해 달성될 수 있다. 본 발명에 따른 방법은 동일한 재료인 강철 C22 및 베어링 금속 CuNi2Si 상에서 마찬가지로 수행되었다:
- 베어링-금속 용융물이 강철 스트립 상으로 캐스팅되었다, Tm　=　1100℃,
- 재료는 1100℃에서 300℃로, 즉 800℃가, 0.6분 만에 급냉되었다, 22 K/s의 급냉 속도에 해당.
캐스팅 이후, 강철은 급속 냉각에 의해 오스테나이트 영역(도 9 참조)으로부터 급냉되고 경화된다.
급속한 응고(도 10 참조) 이후에 그리고 높은 냉각 속도로 인해, 액체 형태로 적용된, 베어링 금속 CuNi2Si는 과포화된 α-혼성 결정으로서 존재하며, 낮은 강도와 매우 높은 파단신율 값(도 8, Cast state(캐스팅된 상태) 참조)을 갖는다.
이 후, 미끄럼-베어링 복합 재료는 어떠한 균질화 어닐링도 거치지 않으며, 그 대신에 8시간 동안 380℃의 온도에서(실시예 1), 4시간 동안 480℃의 온도에서(실시예 2) 또는 8시간 동안 480℃의 온도에서(실시예 3) 에이징을 거치며, 즉 CuNi2Si 합금(도 10 참조)의 2상구역(two-phase area)에서의 에이징을 거치며, 그 결과로서 니켈 규화물(nickel silicides)이 α-혼성 결정 내에 형성되며, 이는 베어링 금속의 경도에서 상당한 증가로 이어진다. 강철의 경도는 결과적으로 약간 감소되지만, 비교예에서의 경우보다는 상당히 높게 유지된다 (도 7 참조).
도 8은 해당 강도 값들을 도시한다.
도 11은 본 발명에 따른 급냉 공정 이후의 베어링-금속 층(34)의 캐스팅된 상태의 현미경 사진이다. 급속 응고(급냉)의 결과로서, 미세구조는 뚜렷한 수지상 구조를 갖고, 과포화된 혼성 결정으로서 존재한다.
도 12는 실시예 1에 따른 에이징 이후의 베어링-금속 층(34)의 현미경 사진이다.
도13은 실시예 2에 따른 베어링-금속 층(34)의 현미경 사진이다. 수지상(dendrite)의 줄기는 기판(32)의 평면에 수직으로 형성되어 있고, 베어링 금속의 매트릭스에 석출물이 형성되었으며, 이는 증가된 경도로 이어진다.
도 14는 실시예 3에 따른 베어링-금속 층(34)의 현미경 사진이다.
1 스트립 캐스팅 시스템 2 풀기 스테이션
3 강철 스트립 롤 4 권취 스테이션
5 복합 재료 롤 6 강철 스트립 재료
8 프로파일링 스테이션 9 에지
10 예열 스테이션 11 가열 요소
12 캐스팅 스테이션 13 용융물 용기
14 베어링-금속 용융물 15 응고된 베어링-금속 층
16 급냉 스테이션 17 분무 노즐
18 급냉 유체 20 밀링 스테이션
24 에이징 스테이션 25 복합 재료
26 복합 재료의 후면 30 미끄럼-베어링 복합 재료
32 기판 34 베어링-금속 층
36 슬라이딩 층 40 미끄럼-베어링 요소
42 미끄럼-베어링 셸 44 밸브 플레이트
D1 강철 층 두께 D2 베어링-금속 층 두께
T0 예열 온도 TM 용융 온도
T1 급냉 이후의 온도 TA 에이징 온도
tA 급냉 시간
tG1 종래 기술에 따른 방법의 총 지속시간
tG2 본 발명에 따른 방법의 총 지속시간
도면 번역
도 1에서
Melt: 용융
Cooling: 냉각
Solution annealing: 솔루션 어닐링
Quenching: 급냉
Ageing: 에이징
도 2에서
Melt: 용융
Quenching: 급냉
Ageing: 에이징
도 5에서
Hardness as a function of microstructure state (comparative example): 미세구조 상태에 따른 경도 (비교예)
Brinell hardness: 브리넬 경도
Cast state: 주조 상태
Homogenised: 균질화된
Recrystallised: 재결정화된
Levelled: 평탄화된
Steel: 강철
Bearing metal: 베어링 금속
도 6에서
Bearing metal strength as a function of microstructure state (comparative example): 미세구조 상태에 따른 베어링 금속 강도 (비교예)
Cast state: 주조 상태
Homogenised: 균질화된
Recrystallised: 재결정화된
Levelled: 평탄화된
Yield strength: 항복 강도
Tensile strength: 인장 강도
Elongation: 신율
도 7에서
Hardness (examples 1-3 according to the invention): 경도 (본 발명에 따른 실시예 1-3)
Brinell hardness: 브리넬 경도
Cast state: 주조 상태
Example 1: 실시예 1
Example 2: 실시예 2
Example 3: 실시예 3
Steel: 강철
Bearing metal: 베어링 금속
Electrical conductivity: 전기 전도성
도 8에서
Bearing-metal strength (examples 1-3 according to the invention): 베어링-금속 강도 (본 발명에 따른 실시예 1-3)
Cast state: 주조 상태
Example 1: 실시예 1
Example 2: 실시예 2
Example 3: 실시예 3
Yield strength: 항복 강도
Tensile strength: 인장 강도
Elongation: 신율
도 9에서
Iron-carbon diagram: 철-탄소 상태도
Austenite: 오스테나이트
Primary cementite: 1차 시멘타이트
Secondary cementite: 2차 시멘타이트
Ledeburite: 레데부라이트
Perlite: 펄라이트
Ferrite: 페이라트
도 10에서
Temperature: 온도
Nickel: 니켈

Claims (38)

  1. 강철로 제조된 스트립 재료(6) 상으로 베어링-금속 용융물(14)이 캐스팅되고, 베어링 금속(14)과 스트립 재료(6)로 이루어진 복합 재료(25)가 이후에 열 처리를 거치는, 미끄럼-베어링 복합 재료(30)를 제조하기 위한 방법으로서,
    베어링 금속(14)이 캐스팅된 후, 복합 재료(25)는 급냉되고, 이후에 에이징 공정이 이어서 수행되는 것을 특징으로 하는, 미끄럼-베어링 복합 재료(30)를 제조하기 위한 방법.
  2. 제1항에 있어서,
    에이징 공정은 350℃ 내지 520℃의 온도에서 4 내지 10 시간에 걸쳐 수행되는 것을 특징으로 하는, 미끄럼-베어링 복합 재료(30)를 제조하기 위한 방법.
  3. 제2항에 있어서,
    에이징 공정은 350℃ 내지 420℃의 온도에서 수행되는 것을 특징으로 하는, 미끄럼-베어링 복합 재료(30)를 제조하기 위한 방법.
  4. 제2항에 있어서,
    에이징 공정은 > 420℃ 내지 520℃의 온도에서 수행되는 것을 특징으로 하는, 미끄럼-베어링 복합 재료(30)를 제조하기 위한 방법.
  5. 제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서,
    강철로서 오스테나이트계 강이 사용되는 것을 특징으로 하는, 미끄럼-베어링 복합 재료(30)를 제조하기 위한 방법.
  6. 제5항에 있어서,
    0.15％ 내지 0.40％의 탄소 함량을 갖는 강철이 사용되는 것을 특징으로 하는, 미끄럼-베어링 복합 재료(30)를 제조하기 위한 방법.
  7. 제1항 내지 제6항 중 어느 한 항에 있어서,
    구리 합금으로 이루어진 베어링 금속이 캐스팅되는 것을 특징으로 하는, 미끄럼-베어링 복합 재료(30)를 제조하기 위한 방법.
  8. 제7항에 있어서,
    구리 합금은 석출 경화 가능한 것을 특징으로 하는, 미끄럼-베어링 복합 재료(30)를 제조하기 위한 방법.
  9. 제7항 또는 제8항에 있어서,
    구리 합금은 구리-니켈 합금, 구리-철 합금, 구리-크롬 합금 또는 구리-지르코늄 합금인 것을 특징으로 하는, 미끄럼-베어링 복합 재료(30)를 제조하기 위한 방법.
  10. 제1항 내지 제9항 중 어느 한 항에 있어서,
    급냉 공정은 캐스팅 공정 직후에 시작하는 것을 특징으로 하는, 미끄럼-베어링 복합 재료(30)를 제조하기 위한 방법.
  11. 제1항 내지 제10항 중 어느 한 항에 있어서,
    급냉 공정은 캐스팅 공정 이후 15 내지 25초 이내에 시작하는 것을 특징으로 하는, 미끄럼-베어링 복합 재료(30)를 제조하기 위한 방법.
  12. 제1항 내지 제11항 중 어느 한 항에 있어서,
    복합 재료(25)는 150℃ 내지 250℃의 온도(T1)로 급냉되는 것을 특징으로 하는, 미끄럼-베어링 복합 재료(30)를 제조하기 위한 방법.
  13. 제1항 내지 제12항 중 어느 한 항에 있어서,
    급냉 공정은 10 K/s 내지 30 K/s의 급냉 속도로 수행되는 것을 특징으로 하는, 미끄럼-베어링 복합 재료(30)를 제조하기 위한 방법.
  14. 제1항 내지 제13항 중 어느 한 항에 있어서,
    구리-니켈 합금은 15 K/s 내지 25 K/s의 급냉 속도로 급냉되는 것을 특징으로 하는, 미끄럼-베어링 복합 재료(30)를 제조하기 위한 방법.
  15. 제1항 내지 제13항 중 어느 한 항에 있어서,
    구리-철 합금은 15 K/s 내지 25 K/s의 급냉 속도로 급냉되는 것을 특징으로 하는, 미끄럼-베어링 복합 재료(30)를 제조하기 위한 방법.
  16. 제1항 내지 제13항 중 어느 한 항에 있어서,
    구리-크롬 합금은 10 K/s 내지 20 K/s의 급냉 속도로 급냉되는 것을 특징으로 하는, 미끄럼-베어링 복합 재료(30)를 제조하기 위한 방법.
  17. 제1항 내지 제13항 중 어느 한 항에 있어서,
    구리-지르코늄 합금은 10 K/s 내지 20 K/s의 급냉 속도로 급냉되는 것을 특징으로 하는, 미끄럼-베어링 복합 재료(30)를 제조하기 위한 방법.
  18. 제1항 내지 제17항 중 어느 한 항에 있어서,
    급냉은 급냉 유체(18)에 의해 수행되는 것을 특징으로 하는, 미끄럼-베어링 복합 재료(30)를 제조하기 위한 방법.
  19. 제18항에 있어서,
    급냉을 위해 냉각 오일이 사용되는 것을 특징으로 하는, 미끄럼-베어링 복합 재료(30)를 제조하기 위한 방법.
  20. 제1항 내지 제19항 중 어느 한 항에 있어서,
    급냉 유체(18)는 복합 재료(25)의 후면(26)에 분무되는 것을 특징으로 하는, 미끄럼-베어링 복합 재료(30)를 제조하기 위한 방법.
  21. 강철 기판(32) 및, 캐스팅된 구리 합금으로 이루어진, 베어링-금속 층(34)을 포함하는, 미끄럼-베어링 복합 재료(30)로서,
    베어링-금속 층은 수지상 미세구조를 갖는 것을 특징으로 하는, 미끄럼-베어링 복합 재료(30).
  22. 제21항에 있어서,
    기판(32)은 150 HBW 1/5/30 내지 250 HBW 1/5/30의 경도를 갖는 것을 특징으로 하는, 미끄럼-베어링 복합 재료(30).
  23. 제21항 또는 제22항에 있어서,
    베어링-금속 층(34)은 100 HBW 1/5/30 내지 200 HBW 1/5/30의 경도를 갖는 것을 특징으로 하는, 미끄럼-베어링 복합 재료(30).
  24. 제21항 내지 제23항 중 어느 한 항에 있어서,
    베어링-금속 층(34)은 380 MPa 내지 500 MPa의 인장 강도를 갖는 것을 특징으로 하는, 미끄럼-베어링 복합 재료(30).
  25. 제21항 내지 제24항 중 어느 한 항에 있어서,
    베어링-금속 층(34)은 250 MPa 내지 450 MPa의 항복 강도를 갖는 것을 특징으로 하는, 미끄럼-베어링 복합 재료(30).
  26. 제21항 내지 제25항 중 어느 한 항에 있어서,
    구리 합금은 구리-니켈 합금, 구리-철 합금, 구리-크롬 합금 또는 구리-지르코늄 합금인 것을 특징으로 하는, 미끄럼-베어링 복합 재료(30).
  27. 제21항 내지 제26항 중 어느 한 항에 있어서,
    구리-니켈 합금은 0.5 내지 5 중량％의 니켈을 포함하는 것을 특징으로 하는, 미끄럼-베어링 복합 재료(30).
  28. 제21항 내지 제27항 중 어느 한 항에 있어서,
    구리-철 합금은 1.5 내지 3 중량％의 철을 포함하는 것을 특징으로 하는, 미끄럼-베어링 복합 재료(30).
  29. 제21항 내지 제28항 중 어느 한 항에 있어서,
    구리-크롬 합금은 0.2 내지 1.5 중량％의 크롬을 포함하는 것을 특징으로 하는, 미끄럼-베어링 복합 재료(30).
  30. 제21항 내지 제29항 중 어느 한 항에 있어서,
    구리-지르코늄 합금은 0.02 내지 0.5 중량％의 지르코늄을 포함하는 것을 특징으로 하는, 미끄럼-베어링 복합 재료(30).
  31. 제21항 내지 제30항 중 어느 한 항에 따른 미끄럼-베어링 복합 재료(30)를 포함하는, 미끄럼-베어링 요소(40).
  32. 제31항에 있어서,
    베어링-금속 층(34)에 적용되는 슬라이딩 층(36)을 특징으로 하는, 미끄럼-베어링 요소.
  33. 제32항에 있어서,
    슬라이딩 층(36)은 갈바니 층으로 이루어진 것을 특징으로 하는, 미끄럼-베어링 요소.
  34. 제33항에 있어서,
    갈바니 층은 주석-구리 합금, 비스무트-구리 합금 또는 비스무트로 이루어진 것을 특징으로 하는, 미끄럼-베어링 요소.
  35. 제32항에 있어서,
    슬라이딩 층(36)은 플라스틱 층으로 이루어진 것을 특징으로 하는, 미끄럼-베어링 요소.
  36. 제32항에 있어서,
    슬라이딩 층(36)은 PVD 공정에 의해 적용되는 층으로 이루어진 것을 특징으로 하는, 미끄럼-베어링 요소.
  37. 제32항에 있어서,
    슬라이딩 층(36)은 스퍼터링된 층으로 이루어진 것을 특징으로 하는, 미끄럼-베어링 요소.
  38. 제32항 내지 제37항 중 어느 한 항에 있어서,
    미끄럼-베어링 요소(40)는 미끄럼-베어링 셸(42), 밸브 플레이트(40) 또는 슬라이딩 세그먼트로서 형성되는 것을 특징으로 하는, 미끄럼-베어링 요소(40).
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