KR20200054973A - 마찰 방지 래커, 이러한 마찰 방지 래커를 갖는 슬라이딩 요소 및 그 이용 - Google Patents

마찰 방지 래커, 이러한 마찰 방지 래커를 갖는 슬라이딩 요소 및 그 이용 Download PDF

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KR20200054973A
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lacquer
sliding
friction lacquer
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아힘 아담
요아힘 슐뤼터
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페데랄-모굴 비스바덴 게엠베하
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Abstract

본 발명은 수지 매트릭스로서 폴리머 및 기능성 충전제를 갖는 마찰 방지 래커에 관한 것으로, 기능성 충전제는 혼합 상 산화물을 함유하며, 선택적으로 추가의 기능성 충전제를 함유한다. 본 발명은 또한 금속 기판층 및 그에 도포되며 적어도 이러한 마찰 방지 래커로 구성되는 코팅을 갖는 슬라이딩 요소 및 그 제조방법에 관한 것이다.

Description

마찰 방지 래커, 이러한 마찰 방지 래커를 갖는 슬라이딩 요소 및 그 이용
본 발명은 마찰 방지 래커, 이러한 마찰 방지 래커를 갖는 슬라이딩 요소 및 그 이용에 관한 것이다.
엔진의 슬라이딩 요소들(sliding elements)은 대부분의 경우 슬라이딩 특성들(sliding properties)을 최적화시키는 특별히 개질된 표면들(specially modified surfaces)을 갖는 다층 재료들(multi-layered materials)을 포함한다. 일반적으로, 슬라이딩 베어링들의 표면들은, 예를 들면, 납, 주석 또는 알루미늄 기재의 금속층들이며, 이들은 갈바니 공정, 기화 또는 기계적 도금에 의해 도포된다(applied).
합성수지 기재의 비금속층들, 소위 마찰 방지 래커들(anti-friction lacquers)이 또한 공지되며, 이들은 충전제를 첨가함에 의해 그 슬라이딩 특성들, 내구성 및 내마모성의 면에서 개질된다.
합성수지를 기재로 하는 슬라이딩 코팅들은 일반적으로 기계 구조들에서 마찰을 상당히 감소시키기 위한 보조제로서 오랫동안 사용되어 왔다. 대체로, 추가로 윤활하지 않고 쉽게 장기간 이동 가능할 수 있어야 하는 금속, 플라스틱과 고무 부품들은 코팅되어 있다. 전형적인 적용들에서, 하중은 다소 작고 그리고 온도과 매체와 같은 주변 조건들은 그리 중요하지 않다.
예를 들면, EP 0 984 182 A1과 같은 다양한 특허출원들 및 먼저 시판되는 플레인 베어링 제품들에서, 엔진에서의 적용들, 예를 들면, 크랭크 샤프트에 대한 적용들이 또한 이미 공지된다. 구리 및 알루미늄 합금들의 공지된 범위가 기판으로서 일반적으로 언급되며, 래커 기지 재료(lacquer matrix)는 폴리아미드이미드(PAI), 폴리이미드(PI), 에폭시 및 페놀 수지, 폴리벤지미다졸(PBI) 또는 폴리에테르에테르케톤(PEEK)을 포함한다. 예를 들면, 문서 EP 1 775 487 A1을 참조할 수 있다. 슬라이딩 특성들 및 내구성을 개선하기 위하여, 기지 플라스틱 재료는, 고체 윤활제, 예를 들면, MoS2, WS2, BN, PTFE, 세라믹 분말, 예를 들면, 산화물, 질화물, 탄화물, 규산염, 금속, 예를 들면, Al, Cu, Ag, W, Ni, Au와 같은 기능성 충전제(functional fillers)로 채워질 수 있다, 예를 들면, WO 2004/002673 A1 참조. ZnS 또는 BaSO4와 같은 다른 충전제들이 문서 WO 2015/097159 A1에 언급된다.
층의 도포는 분무 또는 가압법 및 이어지는 열경화에 의해 수행될 수 있다.
DE 10 2013 202 123 B3에서 금속 지지층 및 다공성 캐리어층을 갖는 금속/플라스틱 재료 플레인 베어링 복합재가 공지된다. 캐리어층의 기공들은 불소가 없는 열가소성수지를 기재로 하는 슬라이딩층 물질 및 마찰 특성(tribological properties)을 개선하는 충전제에 의해 채워진다.
그럼에도 불구하고, 공지된 코팅들은 고속에서 불충분한 윤활 조건들 하에서 마모율을 가지며, 이를 통해 이러한 상태가 보다 빈번하게 발생되는 경우 층은 완전히 마모되게 된다. 이것은, 특히 구리계 베어링 금속들의 경우 일반적으로 흔히 있는 제한된 슬라이딩 특성을 갖는 기판 재료의 경우, 프레팅(fretting)의 결과로서 베어링의 완전한 고장으로 이어질 수 있다.
문서 WO 2010/076306에서는, 이에 대응하기 위하여 기능성 충전제로서 산화 철(III)의 사용이 제안된다. 실제, 미세하게 분포된 산화물의 결과로서, 개선된 내마모성이 달성될 수 있으며, 이것은 출발/정지 작동 동안의 엔진의 경우, 벨트 구동에 의한 크랭크샤프트의 추가 부하의 경우 그리고 높은 정도의 조도(거칠기)를 갖는 샤프트에서 특히 유리하다. 그러나, 고속에서, 불충분한 윤활 상태들 및 베어링 및 카운터-회전 부재의 형상의 기하학적 편차의 결과로서 적응을 위한 필요, 또는 틸팅 위치들의 결과로서 에지 하중들의 경우에, 샤프트 저널의 마찰 관련 국부적 히팅 및 이어지는 폴리머 기지재료(matrix)의 열적 약화가 발생할 수 있으며, 이것은 층의 결함(고장) 그리고 다시 기판 재료에서의 프레팅으로 이어질 수 있다.
따라서 본 발명의 목적은 낮은 마모율(low wear rate)을 가지며, 적응에 대한 필요가 있고 고속인 임계 윤활 상태에서도 충분한 비상 활주 특성(sufficient emergency running properties)을 가지며 따라서 층의 국부적인 결함(local failure)이 방지되는 마찰 방지 래커를 제공하는 것이다.
상기 목적은 청구항 제1항에 따르는 마찰 방지 래커, 제15항에 따르는 슬라이딩 요소, 제33항에 따르는 마찰 방지 래커의 이용 및 제34항에 따르는 방법에 의해 달성된다.
본 발명에 따르는 마찰 방지 래커(코팅)은 수지 기지재료로서의 폴리머 및 기능성 충전제를 가지며, 기능성 충전제는 혼합 상 산화물(mixed-phase oxides) 및 선택적으로 추가 기능성 충전제를 함유한다.
본 발명에 따르는 슬라이딩 요소는 금속 기판층 및 이에 도포되며 이들 특징들을 갖는 적어도 하나의 마찰 방지 래커를 포함하는 코팅을 갖는다.
따라서 본 발명에 따르는 마찰 방지 래커는 바람직하게는 금속 기판층을 갖는 플레인 베어링을 위한 코팅으로서 적합하다. 특히 바람직한 적용은 특히 크랭크샤프트 메인 베어링 또는 커넥팅 로드 베어링으로서, 내연기관의 베어링 셸 또는 부시의 코팅이다. 이러한 적용은 래커 및 금속 기판의 내구성에 대한 특히 높은 요구가 있다.
본 발명은 또한 슬라이딩 요소의 제조 방법에 관한 것이다. 방법은 금속 기판층을 제공하는 단계, 용매에 용해된 마찰 방지 래커를 기판층에 도포하는 단계 및 마찰 방지 래커를 경화하는 단계를 포함한다. 기판층에서 마찰 방지 래커의 경화의 결과로서, 코팅이 기판층에 형성된다.
마찰 방지 래커의 경화는 바람직하게는 폴리머의 가교 그리고 (일반적으로 동시의) 용매의 추출을 포함한다. 특히, 열경화 마찰 방지 래커가 사용될 수 있다. 경화는 마찰 방지 래커가 가열됨에 따라 발생할 수 있다. 마찰 방지 래커에 작용하는 열의 결과로서, 한편으로는, 용매의 추출이 영향를 받을 수 있다. 다른 한편으로는, 열 공급은 열경화 마찰 방지 래커의 가교 공정을 촉진할 수 있다.
"혼합 상 산화물(mixed-phase oxides)"은 혼합 상 산화물 안료로서도 또한 지칭되는 미세 입자 혼합 상 산화물인 것으로 이해되도록 의도된다. 용어 "마찰 방지 래커(anti-friction lacquer)"는 이 경우 용매가 없는 완전히 경화된 마찰 방지 래커를 지칭하기 위해 사용된다.
발명자들은, 산화 철(III)이 기능성 충전제로서 사용되는 경우들을 분석하면서, 이것이 내마모성이 과도하게 높아지는 것이 유리할 수 있다는 것을 알아냈는데 왜냐하면 이것이 적응 프로세스들 및 결과로 발생하는 국부적인 히팅의 기간을 증가시키기 때문이다. 따라서, 본 발명은 더 낮은 레벨의 히팅을 위하여 약간 더 많은 적응 마모가 가능하도록 마찰 방지 래커의 내마모성이 개질되도록 대책을 만든다.
문서 EP 2 563 590 A1은 플루오로폴리머, 특히 PTFE를 기재로 하는 폴리머 슬라이딩층 재료가 함침되는, 예를 들면, 청동으로 제조된 다공성 구조를 갖는 플레인 베어링 복합재의 슬라이딩층에서 혼합 상 산화물 안료의 사용을 기술한다. 슬라이딩층 재료는 플루오로폴리머를 적어도 60 부피%까지 포함하며 그리고 추가로 육방정 질화붕소를 적어도 5 부피% 갖는다. 런-인 단계(run-in phase) 후, 이러한 슬라이딩층들의 경우, 접촉면 상의 청동이 노출되며 캐링면을 형성한다. 런-인 단계에서, 혼합 상 산화물 안료는 육방정 질화붕소와 함께 내마모성을 증가시키도록 의도된다.
따라서, 이들 슬라이딩층들은 DE 10 2013 202 123 B3에서 공지된 층들과 동일한 방식으로 마찰 방지 래커로부터 형성되지 않는다. 이들은 비윤활 또는 약간 윤활되는 적용을 위해 주로 사용된다. 그러나, 이러한 슬라이딩층들을 갖는 베어링들은 상기 문제점 세트를 해결할 수 없는데 왜냐하면 이들은 일반적으로 내연기관의 크랭크샤프트에서의 사용을 위해서는 부적합하기 때문이다. 다공성 기판은 이런 목적을 위해 충분한 내피로성을 갖지 않으며 슬라이딩층 재료 단독으로는 충분한 내구성을 갖지 못한다. 따라서, 슬라이딩 요소를 갖는 래커가 다공성 소결층에 도포되지 않고, 대신에 바람직하게는 고체 금속 기판층에, 소위 고체 재료에 도포되거나, 또는 복합재를 갖는 래커가 롤 본딩된, 주조된 또는 갈바니 전기에 의해 또는 물리적 기상 증착(PVD)에 의해 증착되는 금속 기판층에 도포된다.
본 발명에 따르는 마찰 방지 래커의 혼합 상 산화물들은, 한편으로는, 표면에서 마모 감소 효과를 달성하기 위해 충분히 경질이다. 따라서 이들은 이러한 목적을 위해 사용되기 위해 공지된 산화 철(III)의 대체를 위해 적합하다. 그러나, 이들은 경질이 아니며 따라서, 기계적 상호작용의 결과로서, 샤프트 표면이 가공될 수 있으며, 즉, 평활하게 되거나 제거될 수 있으며, 반면에 산화 철(III)은 경질이며 따라서 심지어 연마강에 대해서도 적합하다. 따라서, 본 발명에 따르는 마찰 방지 래커의 혼합 상 산화물의 낮은 레벨의 경도의 결과로서, 예를 들면, 산화 철(III)이 사용되어 마찰 방지 래커 코팅이 다소 덜 내마모성이지만 매우 높은 속도에서도 부족한 불충분한 윤활 상태를 더 오랫동안 견디는 것처럼 이러한 높은 레벨의 마찰 에너지가 플레인 베어링 및 카운터-운동 부재를 포함하는 시스템 내로 도입되지 않는다는 것이 가정된다. 카운터-운동 부재로의 에너지 입력을 최소화하기 위하여, 결과적으로 바람직하게는 혼합 상 산화물들의 로시왈 그라인딩 경도는 산화 철(III)보다 더 작아야 하며, 즉, 55 이하이어야 한다.
본 발명에 따르는 마찰 방지 래커의 사용을 갖는 크랭크샤프트 베어링들의 피크 하중 용량은 120 MPa까지 증가될 수 있으며, 상기 값은 다른 방법으로는 단지 알루미늄계 스퍼터층들에 의해서 달성된다는 것이 밝혀졌다.
불충분한 윤활 조건들 하에서 사용수명은 경질 산화물을 갖는 코팅과 비교하여 경질 산화물을 갖는 코팅이 3배 이상이었다.
바람직하게는, 혼합 상 산화물들은 경화된 마찰 방지 래커에 대해 0.1 내지 15 부피%, 특히 바람직하게는 0.5 내지 8 부피%의 비율로 함유된다.
"마찰 방지 래커(anti-friction lacquer)"와 동일한 방식으로, 용어 "경화된(cured) 마찰 방지 래커" 또는 "경화된 마찰 방지 래커층"은 여기서는 용매를 고려하지 않은 경화 후 마찰 방지 래커 또는 그로부터 형성된 층을 지칭한다.
0.1 부피%보다 작은 비율의 경우, 내마모성에 관한 향상이 측정될 수 없다. 15 부피% 이상의 비율은 마찰 방지 래커의 매트릭스(기지)의 약화로 이어진다. 특히 바람직하게는, 혼합 상 산화물들은 이들 이유로 경화된 마찰 방지 래커에 대해 0.5 내지 8 부피%의 비율로 함유된다.
혼합 상 산화물들은 산화물들의 혼합물들이 아니며, 대신에 특정 크리스탈 그리드 위치들이 상이한 금속 이온들에 의해 점유되는 산화물들이다. 혼합 상 산화물들은 바람직하게는 원소 티타늄, 코발트, 알루미늄, 니켈, 안티몬, 크롬, 철 또는 아연 중 적어도 2개를 함유한다.
특히 바람직하게는, 혼합 상 산화물들은 티타늄 및 원소 코발트, 알루미늄, 니켈, 안티몬, 크롬, 철 또는 아연 중 적어도 2개로부터 형성된다.
상당히 특히 바람직하게는, 혼합 상 산화물들은 Co-Al 산화물, Ni-Sb-Ti 산화물, Fe-Al 산화물 및 Co-Ti-Ni-Zn 산화물이다.
혼합 상 산화물들은 바람직하게는 루틸, 스피넬 또는 히머타이트 구조의 형태이다. 특히 미세하게 분포된 루틸 혼합 상 산화물들은 내마모성 및 건식 러닝과 관련한 요건들을 따르는 것이 발견되었는데 왜냐하면 그것들의 경도가 강의 경도보다 약간 아래이기 때문이다.
혼합 상 산화물들이 0.05 내지 2.0 ㎛, 특히 바람직하게는 0.1 내지 0.5 ㎛ 범위의 D50 값의 형태의 평균 입자 크기를 갖는 것이 유리한 것으로 발견되었다.
마찰 방지 래커의 층 특성들을 각각의 적용에서의 목적에 적응시키기 위하여, 상기 추가적인 기능성 충전제들이 사용된다. 따라서 모든 기능성 충전제들, 특히 또한 혼합 상 산화물들이 마찰 방지 래커에서 가능한 가장 균일하게 분산된 방식으로 존재한다.
바람직하게는, 기능성 충전제들은 재료 고체 윤활제, 경질 재료 및 열전도성을 향상시키거나 또는 래커 표면의 가교에 영향을 주는 재료 중 하나 또는 그 이상을 선택적으로 함유할 수 있다.
고체 윤활제들의 첨가는 비상 활주 특성(emergency running properties), 즉 비수력학적 작동 상태(non-hydrodynamic operating states) 동안의 거동을 향상시킨다. 마모를 감소시키며 또는 샤프트를 적합한 상태로 유지하기 위하여, 비교적 작은 양의 추가 경질 재료(경질 물질)이 사용되며 열전도성을 향상시키기 위한 재료들은 마찰열을 신속하게 제거하는 기능을 하며 따라서 지속적인 내구성을 가져온다.
바람직하게는, MoS2, WS2, SnS2과 같은 층상 구조를 갖는 금속 황화물, 흑연, 육방정 질화붕소, 폴리테트라플루오로에틸렌(PTFE) 또는 ZnS/BaSO4 혼합물들이 고체 윤활제들로서 사용된다.
바람직하게는, 경질 재료로서 질화물, 탄화물, 붕화물, 산화물, 예를 들면, SiC, Si3N4, B4C3, cubic BN or SiO2가 사용된다.
특히, Ag, Pb, Au, Sn, Al, Bi 또는 Cu을 포함하는 하나 또는 그 이상의 금속 분말이 열전도성을 향상시키기 위한 물질로서 함유된다.
가교 및 표면 특성은, 예를 들면, Fe2O3 또는 TiO2 또는 그것의 혼합된 산화물들과 같은, 매우 세립질인 충전제들에 의해 영향을 받을 수 있다.
혼합 상 산화물을 포함하는 모든 기능성 충전제들의 전체 양은 그것의 전체 부피 비율이 경화된 마찰 방지 래커의 75%를 초과하지 않게 선택되도록 의도된다. 이 경우에, 경질 재료들의 부피 비율은 바람직하게는 10% 이하이며, 특히 바람직하게는 5부피% 이하이며, 금속 분말의 부피 비율은 30% 이하이다.
더 큰 기계 저항 재료 비율은 슬라이딩 특성을 악화시키며 샤프트 활주면에 마모 방식으로 작용한다. 더 큰 금속 비율은 분산을 어렵게 하며 따라서 가공 특성의 면에서 열등해진다.
폴리머는 바람직하게는 폴리이미드 (PI), 폴리아미드이미드 (PAI), 폴리에테르이미드 (PEI) 및 폴리에스테르이미드, 에폭시 수지 (EP), 페놀 수지, 폴리벤지미다졸 (PBI), 규소 수지, 특히 220℃ 이상의 녹는점을 갖는 내화 열가소성 수지, 폴리아릴레이트, 폴리에테르에테르케톤 (PEEK) 및 폴리(옥시-1,4-페닐술포닐-1,4-페닐) (PES)를 포함하는 군으로부터 선택된다. 특히 바람직하게는, 이것은 폴리아미드이미드 (PAI), 폴리에스테르이미드, 에폭시 수지 (EP), 페놀 수지, 폴리벤지미다졸 (PBI), 규소 수지, 특히 220℃ 이상의 녹는점을 갖는 내화 열가소성 수지, 폴리아릴레이트 및 폴리(옥시-1,4-페닐술포닐-1,4-페닐) (PES)를 포함한다.
본 발명에 따르는 슬라이딩 요소는 금속 기판층 및 이에 도포되며 상술한 유형의 적어도 하나의 마찰 방지 래커를 포함하는 코팅을 갖는다.
완성된 슬라이딩 요소의 가교 마찰 방지 래커층의 두께는 유리하게는 1 내지 50 ㎛이다. 이 경우, 두께는, 슬라이딩 요소들에 대한 기존의 것처럼, 부품 크기에 적응되며, 다시 말해서, 5 내지 25 ㎛의 두께가 130 mm까지의 직경을 갖는 베어링에 대해 특히 바람직하다. 5 ㎛ 이하에서는, 적응 능력이 상실되며 25 ㎛ 이상에서는 층의 내구성이 현저히 감소된다. 130 mm 이상의 직경을 갖는 큰 베어링의 경우, 그럼에도 불구하고, 50 ㎛까지의 마찰 방지 래커층의 층 두께가 허용 가능한데 왜냐하면 이들에서 기하학적 오차의 결과로서의 증가된 런-인 마모 또는 더 큰 허용오차 범위가 예상될 수 있기 때문이다.
코팅이 제공된 금속 기판층의 노출된 표면은 바람직하게는 Rz = 1 내지 10 ㎛, 특히 바람직하게는 Rz = 3 내지 8 ㎛의 조도(거칠기)(roughness)를 갖는다. 이 범위에서, 한편으로는, 개선된 본딩이 측정되었으며, 다른 한편으로는, 거친 표면이 코팅의 부분 마모로 처음에는 단지 팁으로 안내되며, 즉, 금속 기판층의 매우 작은 표면 부분들이 노출되며, 이것은 표면의 하중 지지 용량을 향상시키며, 금속 기판의 더 큰 노출 영역들의 프레팅에 대한 민감성을 동시에 갖지는 않는다.
요구되는 조도는 샌드 블라스팅 또는 그라인딩과 같은 기계적 방법들에 의해 형성될 수 있으며, 그러나 또한 인산처리 또는 에칭에 의해 화학적으로 형성될 수 있다. 불규칙한 조도에 추가로, 예를 들면, 드릴링, 리이밍 또는 스탬핑에 의해 형성될 수 있는 규칙적인 기판 구조들이 또한 유리하다.
경질 입자들을 갖는 블라스팅은 특히 유리한 것으로 발견되었다. 표면에서의 작은 입자 잔류물의 결과로서, 적응 효과들 또는 다른 이유들로 야기되는 래커층의 마모에 의해 베어링 금속이 국부적으로 노출되는 경우 내마모성의 추가적인 향상이 달성될 수 있다는 것이 가정된다.
금속 기판층은 그 자체가 개별 금속층(고체 물질)을 포함할 수 있으며 또는 복수의 기능적으로 상이한 금속층들의 결과로서 층상 복합체(복합재)를 포함할 수 있다. 따라서 마찰 방지 래커의 코팅이 도포되는 기판층의 노출된 층은 상이한 금속들 또는 금속 합금들, 특히 Cu, Al, Ni, Sn, Zn, Ag, Au, Bi 또는 Fe 합금으로부터 형성될 수 있다.
복합재에서 금속 기판층은 강철 지지층 또는 금속 베어링 금속층 또는 강철 지지층 및 금속 베어링 금속층, 선택적으로 금속 중간층 및 선택적으로 (얇은) 금속 커버링 또는 슬라이딩 층을 포함할 수 있다. 강철 지지층과 베어링 금속층은 둘 다, 요구되는 특성들, 특히 강도에 의존하면서, 개별적으로 또는 기판층과 조합으로 존재할 수 있으며 또는 기판층을 형성한다.
슬라이딩층이 기판층의 노출된 층을 형성하는 경우, 마찰 방지 래커의 코팅은 바람직하게는 샤프트 재질로 이루어진 레이디얼 베어링에서 카운터-운동 부재의 적응 또는 컨디셔닝을 위한 런-인 층(run-in layer)으로서 구성된다.
상기 교시와 관련하여 "카운터-운동 부재를 컨디셔닝하기 위한 런-인 부재(run-in layer for conditioning a counter-movement member)"는 적어도 경화된 마찰 방지 래커층에 대하여 적어도 0.5 중량%의 경질 재료의 추가를 필요로 한다.
상기 교시와 관련하여 "적응을 위한 런-인 층(run-in layer for adaptation)"은, 예를 들면, 실제 슬라이딩층의 조성을 기초로, 바인더의 비율을 감소시키거나 또는 윤활제의 함량을 증가시킴에 의해, 추가적인 경질 재료 없이 얻는다.
런-인 층들은 둘 다 바람직하게는 1 내지 5 ㎛의 층 두께를 가지며 특히 유리하게는 매우 내구성이 있는 스퍼터링층들을 기반으로 할 수 있으며, 특히 AlSn계 스퍼터링층들을 기반으로 할 수 있다. 그러나, 런-인 층들은, 특히 카운터-운동 부재의 표면이 특히 어그레시브한 경우, 갈바니 슬라이딩층들에 또한 유리하다.
베어링 금속층이 마찰 방지 래커의 코팅이 도포되는 노출된 금속층을 형성하는 경우, 마찰 방지 래커의 코팅이 바람직하게는 오랜 사용수명을 갖는 독립적인 슬라이딩층으로서 구성된다. 상기 교시와 관련하여 "오랜 사용수명을 갖는 슬라이딩층(sliding layer with a long service-life)"은 적어도 5 내지 25 ㎛의 층 두께를 필요로 한다. 사용수명층은 가능한 오래 지속되어야 한다. 이를 위해, 그것은 어느 정도의 내마모성 및 충분한 두께를 필요로 한다.
CuSn, CuNiSi, CuZn, CuSnZn, AlSn, AlSi, AlSnSi, AlZn 베어링 금속 합금에 대한 슬라이딩층으로서 코팅의 사용이 유리하다.
유리한 실시형태에 따르면, 슬라이딩 요소의 금속 기판층은 강철 지지층 상에 또는, 존재하는 경우, 베어링 금속층에, 바람직하게는 Sn, Ni, Ag, Cu, Fe 또는 그 합금으로 이루어진 중간층을 가지며, 상기 중간층 상에는 커버링 또는 슬라이딩층 또는 직접적으로 마찰 방지 래커의 코팅이 구성된다. 후자의 경우, 중간층은 기판층의 노출된 층을 형성한다. 특히 바람직하게는, 중간층은 Ni 또는 Ag 및 그 합금들로 이루어진다.
중간층은 선택적이며 코팅 그리고, 존재하는 경우, 커버링층 또는 슬라이딩층이 완전히 마모되어야 하는 경우 본딩 및/또는 슬라이딩 특성을 향상시키는 역할을 한다. 중간층은 그 자체가, 예를 들면, Ni 및 NiSn 층의 조합으로부터, 하나 이상의 개별층으로 구성될 수 있다.
본 발명의 특별한 실시형태는 코팅이 적어도 2개의 마찰 방지 래커들로 이루어진 다층 시스템을 제공하며, 마찰 방지 래커들 중 적어도 하나의 마찰 방지 래커는 위에서 기술된 방법에 따라서 구성되며, 상부 마찰 방지 래커층이 오랜 사용수명을 갖는 슬라이딩층으로서 구성되는 하부 마찰 방지 래커층 상의 카운터-운동 부재를 컨티셔닝하기 위한 런-인 층으로서 구성되도록 마찰 방지 래커들이 구성된다.
본 발명에 따르는 대안적인 다층 시스템은, 양호한 슬라이딩 및 적응 특성들을 갖는 슬라이딩층으로서의 상부 마찰 방지 래커층 아래에, 높은 내마모성을 갖는 슬라이딩층으로서의 하부 마찰 방지 래커층이 구성되도록 구성된다.
상기 교시와 관련하여 "양호한 슬라이딩 및 적응 특성들을 갖는 슬라이딩층(sliding layer with good sliding and adaptation properties)"은 적어도 경화된 마찰 방지 래커층에 대해 30 내지 60 부피%의 전체의 고체 윤활제의 첨가 및 1 내지 10 ㎛의 층 두께를 필요로 한다. 혼합 상 산화물의 비율은 상당히 낮거나 또는 존재하지 않는다. 따라서, 이 경우, 이것은 우선 슬라이딩 특성의 최적화를 포함하며, 즉, 마찰의 감소 및 적응성 및 기계적 탄성이 또한 적응되는 인베드 가능성의 증가를 포함한다.
상기 교시와 관련하여 "높은 내마모성을 갖는 슬라이딩층(sliding layer with a high wear-resistance)"은 특히 그 내마모성과 관련하여 최적화되며 따라서 베어링 금속에 대한 완전한 마모를 지연시킴에 의해 슬라이딩 요소 또는 베어링의 작동 신뢰도를 더욱 향상시키는 목적을 갖는다. 그것은 이러한 목적을 위해 혼합 상 산화물들을 또한 포함한다. 높은 내마모성을 갖는 슬라이딩층은 혼합 상 산화물의 함량과 관련하여 사용수명층과 유사하지만, 후자에서는 사용수명을 또한 결정하는 그것의 두께가 또한 중요한 인자이다.
다층 시스템은 사용수명층 아래에 특히 그 내마모성과 관련하여 최적화되며 따라서 베어링 금속에 대한 완전한 마모를 지연시키는 점에서 베어링의 작동 신뢰도를 더욱 향상시키는 추가적인 마찰 방지 층이 또한 도포되는 방식으로 또한 구성될 수 있다. 이를 위해, 혼합 상 산화물들은 선택적으로 추가될 수 있다.
본 발명에 따르는 다층 시스템을 갖는 다른 슬라이딩 요소는 적어도 2개의 마찰 방지 래커들을 포함하며 그중 적어도 하나의 마찰 방지 래커는 위에서 기술된 방법에 따라서 구성되는 코팅을 제공하며, 적은 첨가제를 함유하거나 전혀 첨가제를 함유하지 않는 추가적인 하부 마찰 방지 래커층이 금속 기판과 상부 마찰 방지 래커층 사이에 배치되며 상부 마찰 방지 래커층은 양호한 슬라이딩 및 적응 특성을 갖는 슬라이딩층으로서 또는 높은 내마모성을 갖는 슬라이딩층으로서 또는 오랜 사용수명을 갖는 슬라이딩층으로서 구성된다.
상기 교시와 관련하여 "적은 첨가제를 함유하거나 전혀 첨가제를 함유하지 않는 마찰 방지 래커층(anti-friction lacquer layer which contains few or no additives at all)"은 다음의 단계들을 필요로 하며, 기능성 충전제의 비율은 경화된 마찰 방지 래커에 대해 0 내지 25 부피%이다. 이러한 층은 기판에 대한 본딩에 관하여 최적화되며 그리고, 프라이머와 유사하게, 위에 배치된 마찰 방지 래커 코팅의 본딩을 개선하는 목적을 갖는다. 적은 첨가제를 함유하거나 전혀 첨가제를 함유하지 않는 이러한 마찰 방지 래커층은 추가적으로 바람직하게는 위에 있는 마찰 방지 래커층보다 더 얇으며 특히 바람직하게는 단지 0.5 내지 5 ㎛ 두께이다.
따라서, 슬라이딩 엘리먼트의 코팅은 바람직하게는 적어도 2개의 마찰 방지 래커들을 포함하는 다층 시스템이며, 마찰 방지 래커들 중 적어도 하나의 마찰 방지 래커는 위에 기술된 방법에 따라서 구성되며, 마찰 방지 래커들은 적어도 적용에 의존하면서 혼합 상 산화물, 고체 윤활제, 경질 재료 및 열전도성을 향상시키는 재료를 포함하는 군으로부터 선택되는 하나의 물질에 대하여 상이한 비율을 갖는다.
마찰 방지 래커들의 분리(이산)층들을 갖는 다층 시스템들과는 대조적으로, 본 발명의 개선예는 구배 층 시스템을 포함하는 코팅을 갖는 슬라이딩 요소를 제공한다. 구배 층 시스템은 적어도 2개의 마찰 방지 래커들을 포함하며, 그중 적어도 하나의 마찰 방지 래커는 위에 기술된 방법에 따라서 구성되며, 적어도 층 두께의 부분을 통해 볼 때 적용에 의존하면서 혼합 상 산화물, 고체 윤활제, 경질 재료 및 열전도성을 향상시키는 재료를 포함하는 군으로부터 선택되는 적어도 하나의 물질은 증가하는 또는 감소하는 비율을 갖는다.
특히 바람직하게는, 플레인 베어링 셸 또는 부시로서(커넥팅 로드 베어링들 또는 크랭크샤프트 베어링들로서) 구성된, 상술한 슬라이딩 요소들은 내연기관에 사용된다. 마찰 방지 래커는 직접 내연기관에서의 코팅으로서 또한 적합하며, 예를 들면, 보호덮개 코팅으로서 피스톤, 또는 앤티-마이크로웰딩 플랭크 코팅으로서 피스톤 링에 대해 적합하다.
본 발명은 낮은 마모율(low wear rate)을 가지며, 적응에 대한 필요가 있고 고속인 임계 윤활 상태에서도 충분한 비상 활주 특성(sufficient emergency running properties)을 가지며 따라서 층의 국부적인 결함(local failure)이 방지되는 마찰 방지 래커를 제공하는 효과가 있다.
다른 특징들, 이점들 및 적용들은 실시형태들 및 도면들을 참조로 이하에서 더욱 상세히 설명된다. 도면들에서:
도 1은 본 발명의 제1 실시형태에 따르는 슬라이딩 요소의 개략적인 층상 구조이며;
도 2는 본 발명의 제2 실시형태에 따르는 슬라이딩 요소의 개략적인 층상 구조이며;
도 3은 본 발명의 제3 실시형태에 따르는 슬라이딩 요소의 개략적인 층상 구조이며;
도 4는 본 발명의 제4 실시형태에 따르는 슬라이딩 요소의 개략적인 층상 구조이며;
도 5는 본 발명의 제5 실시형태에 따르는 슬라이딩 요소의 개략적인 층상 구조이다.
모든 실시형태들은 금속 기판층(substrate layer)(11, 21, 31, 41, 51) 및 이에 도포되며 본 발명에 따르는 적어도 하나의 마찰 방지 래커(anti-friction lacquer)를 포함하는 코팅(coating)(12, 22, 32, 42, 52)을 가지며, 기판층 및/또는 코팅의 내부 구조는 서로 다르다. 코팅의 두께는 1 내지 50 ㎛이며, 개략적인 도시들은 실제의 층 두께 관계를 정확히 또는 비율적으로 정확한 방식으로 도시하지는 않으며, 대신에 단지 층들의 순서를 도시하기 위한 것이다.
도 1에 따르는 슬라이딩 요소의 금속 기판층(11)은 일반적으로 강철로 구성되는 지지층(support layer)(13), 및, 대부분의 경우 Cu 또는 Al 합금을 기재로 하는, 베어링 금속(14), 그리고 그 자체가 하나 이상의 개별 층들로 구성될 수 있으며 베어링 금속층과 코팅(12) 사이의 본딩을 개선시키기 위해 사용될 수 있는 중간층(intermediate layer)(15)을 갖는다. 적용에 의존하면서, 중간층은, 위에 있는 층의 마모의 경우에, 그것이 향상된 슬라이딩 또는 비상 활주 특성들을 갖도록 또한 구성될 수 있다. 코팅(12)은 본 실시형태에서는 본 발명에 따르는 마찰 방지 래커의 개별 층(16)을 포함한다.
원칙적으로, 본 실시형태 및 이하의 실시형태들에서의 베어링 금속의 충분한 강도로 강철로 이루어진 지지층이 생략될 수 있다. 또한 일부 적용 조건들 하에서는, 베어링 금속층이 또한 생략 가능할 수 있다. 이하의 일부 실시형태들이 보여주는 바와 같이, 중간층은 또한 선택적이다.
도 2에서, 슬라이딩 요소의 금속 기판층(21)은 강철 지지층(23) 및 본 발명에 따르는 마찰 방지 래커의 개별 층(26)의 형태의 코팅(22)이 도포되는 베어링 금속층(24)을 포함하며, 이번에는 중간층을 갖지 않는다.
도 3에 따르는 실시형태는 강철 지지층(33), 베어링 금속층(34), 중간층(35) 및 이에 도포되는 얇은 금속 슬라이딩 또는 커버링 층(37)을 포함하는 금속 기판층(31)을 갖는다. 슬라이딩 또는 커버링 층(37)은 중간층(35)에 스퍼터링되거나 또는 그 위치에 갈바니 증착된다. 이 경우, 중간층(35)은 금속 슬라이딩 또는 커버링 층(37)의 베어링 금속층(34)에 대한 본딩을 개선하는 기능을 한다. 코팅(32)은 본 발명에 따르는 마찰 방지 래커의 개별 층(36)의 형태로 슬라이딩층(37)에 도포되며 런-인 층(run-in layer)으로서 작용한다. 런-인 층으로서 카운터-운동 부재를 컨디셔닝하기 위해 최적화된 래커 조성물 및 적응의 면에서 최적화된 래커 조성 둘 다 사용하는 것이 가능하다.
도 4는 강철 지지층(43) 및 베어링 금속층(44)를 포함하는 금속 기판층(41)을 갖는 실시형태를 도시한다. 그 위에는 적어도 2개의 마찰 방지 래커들을 포함하는 다층 시스템 형태의 코팅(42)이 배치되며, 마찰 방지 래커들 중 적어도 하나의 마찰 방지 래커는 본 발명에 따라서 구성된다. 코팅(42)은 특히 런-인 층으로서 구성되는 상부 마찰 방지 래커층(46) 및 그 아래에 금속 기판(41)과 접촉하며 오랜 사용수명을 갖는 슬라이딩층으로서 구성되는 마찰 방지 래커층(48)을 갖는다. 사용수명 마찰 방지 래커층(48)은 혼합 상 산화물들을 갖는 본 발명에 따르는 마찰 방지 래커를 포함하며, 이에 도포된 런-인 층(46)은 선택적으로 이들을 함유할 수 있다. 여기서 런-인 층으로서 카운터-이동 부재의 컨디셔닝을 위해 최적화된 래커 조성물, 또는 적응에 관하여 최적화된 래커 조성물을 사용하는 것이 또한 가능하다.
마지막으로, 도 5는 강철 지지층(53) 및 베어링 금속층(54)을 포함하는 금속 기판층(51)을 갖는 실시형태를 도시한다. 그 위에는 적어도 2개의 마찰 방지 래커들을 포함하는 다층 시스템 형태의 코팅(52)이 배치되며, 마찰 방지 래커들 중 적어도 하나의 마찰 방지 래커는 본 발명에 따라서 구성된다. 코팅(52)은 금속 기판(51) 위에 하부 마찰 방지 래커층(58) 및 이것의 상단에 상부 마찰 방지 래커층(56)을 갖는다. 상부 마찰 방지 래커층(56)은 양호한 슬라이딩 및 적응 특성을 갖는 슬라이딩층 또는 오랜 사용수명을 갖는 슬라이딩층을 형성하며 혼합 상 산화물들을 함유한다. 하부 마찰 방지 래커층 기판에 대한 본딩에 관하여 최적화되며 그리고, 프라이머와 유사하게, 위에 배치된 마찰 방지 래커층의 본딩을 개선하는 목적을 가지며 선택적으로 혼합 상 산화물들을 함유할 수 있다.
실시예들:
이하의 표 1은 본 발명에 따르는 마찰 방지 래커의 약간의 예시적인 조성들을 제시한다.
매트릭스(기지) 폴리머 추가 충전제들 금속 상 산화물들
PAI hBN / SiC Co-Al oxide
PAI BaS04 / ZnS / hBN / SiC Ni-Sb-Ti oxide
PAI MoS2 Fe-Al oxide
PAI PTFE / hBN / M0S2 Ni-Sb-Ti oxide
PI MoS2 / BaS04 / ZnS Co-Ti-Ni-Zn oxide
PI PTFE / Si3N4 Co-Al oxide
PEI MoS2 Co-Ti-Ni-Zn oxide
기판의 노출된 층들은, 예를 들면, 표 2에 제시된 합금들을 포함하며 각 경우 슬라이딩 요소의 관련된 기능을 갖는다.
CuNi2Si 베어링 금속
CuSn8Ni 베어링 금속
CuSn6Bi3 베어링 금속
CuPb23Sn 베어링 금속
Ni 중간층
AlSn20CuMn 베어링 금속 및 슬라이딩층
AlSn8Ni2MnCu 베어링 금속 및 슬라이딩층
AlNi2MnCu 베어링 금속 및 슬라이딩층
AlSn10Si3CuCr 베어링 금속 및 슬라이딩층
AlSn6Si4CuNiCr 베어링 금속 및 슬라이딩층
AlZn5Mg3Cu 베어링 금속
AlZnMgCu1.5 베어링 금속
AlSn20 베어링 금속 및 슬라이딩층
AlCu4MgSi 베어링 금속
AlSi10Cu 베어링 금속
Sn, 갈바닉 또는 pvd 슬라이딩층
SnCu6, 갈바닉 또는 pvd 슬라이딩층
Bi, 갈바닉 또는 pvd 슬라이딩층
BiCu3, 갈바닉 또는 pvd 슬라이딩층
Ag, 갈바닉 또는 pvd 슬라이딩 또는 중간층
11 금속 기판
12 코팅
13 강철 지지층
14 베어링 금속층
15 중간층
16 마찰 방지 래커층
21 금속 기판
22 코팅
23 강철 지지층
24 베어링 금속층
26 마찰 방지 래커층
31 금속 기판
32 코팅
33 강철 지지층
34 베어링 금속층
35 중간층
36 마찰 방지 래커층, 런-인 층
37 금속 슬라이딩 또는 커버링 층
41 금속 기판
42 코팅
43 강철 지지층
44 베어링 금속층
46 마찰 방지 래커층, 런-인 층
48 마찰 방지 래커층, 사용수명층
51 금속 기판
52 코팅
53 강철 지지층
54 베어링 금속층
56 마찰 방지 래커층, 사용수명층
58 마찰 방지 래커층, 프라이머

Claims (35)

  1. 수지 기지재료로서 폴리머를 가지며 그리고 기능성 충전제를 가지는 마찰 방지 래커에 있어서, 기능성 충전제는 혼합 상 산화물 및 선택적으로 추가 기능성 충전제를 함유하는 것을 특징으로 하는 마찰 방지 래커.
  2. 제1항에 있어서,
    혼합 상 산화물이 경화된 마찰 방지 래커에 대해 0.1 내지 15 부피%, 바람직하게는 0.5 내지 8 부피%의 비율로 함유되는 것을 특징으로 하는 마찰 방지 래커.
  3. 선행하는 항들 중 어느 한 항에 있어서,
    혼합 상 산화물은 원소 티타늄, 코발트, 알루미늄, 니켈, 안티몬, 크롬, 철 또는 아연 중 적어도 2개를 함유하는 것을 특징으로 하는 마찰 방지 래커.
  4. 제3항에 있어서,
    혼합 상 산화물은 티타늄 및 원소 코발트, 알루미늄, 니켈, 안티몬, 크롬, 철 또는 아연 중 적어도 2개로부터 형성되며, 상당히 특히 바람직하게는 티타늄, 니켈 및 안티몬으로부터 형성되는 것을 특징으로 하는 마찰 방지 래커.
  5. 선행하는 항들 중 어느 한 항에 있어서,
    혼합 상 산화물은 루틸, 스피넬 또는 히머타이트 구조의 형태로 존재하는 것을 특징으로 하는 마찰 방지 래커.
  6. 선행하는 항들 중 어느 한 항에 있어서,
    혼합 상 산화물이 0.05 내지 2.0 ㎛, 바람직하게는 0.1 내지 0.5 ㎛ 범위의 D50 값의 형태의 평균 입자 크기를 갖는 것을 특징으로 하는 마찰 방지 래커.
  7. 선행하는 항들 중 어느 한 항에 있어서,
    기능성 충전제의 전체 비율은 경화된 마찰 방지 래커에 대하여 75 부피%를 초과하지 않는 것을 특징으로 하는 마찰 방지 래커.
  8. 선행하는 항들 중 어느 한 항에 있어서,
    재료 고체 윤활제, 경질 재료 및 열전도성을 향상시키는 재료 중 하나 이상을 함유하는 추가 기능성 충전제가 함유되는 것을 특징으로 하는 마찰 방지 래커.
  9. 제8항에 있어서,
    고체 윤활제는 재료 층상 구조를 갖는 금속 황화물, 특히 MoS2, WS2, SnS2, 흑연, 육방정 BN, 폴리테트라플루오로에틸렌(PTFE), ZnS, BaSO4 및 그 혼합물 중 하나 이상을 함유하는 것을 특징으로 하는 마찰 방지 래커.
  10. 제8항 또는 제9항에 있어서,
    경질 재료는 재료 질화물, 탄화물, 붕화물, 산화물, 특히, SiC, Si3N4, B4C3, cubic BN 또는 SiO2 중 하나 이상을 함유하는 것을 특징으로 하는 것을 특징으로 하는 마찰 방지 래커.
  11. 제8항 내지 제10항들 중 어느 한 항에 있어서,
    열전도성을 향상시키는 물질은 Ag, Pb, Au, Sn, Al, Bi 또는 Cu을 포함하는 군으로부터 하나 또는 그 이상의 금속 분말을 함유하는 것을 특징으로 하는 것을 특징으로 하는 마찰 방지 래커.
  12. 제11항에 있어서,
    금속 분말의 비율은 경화된 마찰 방지 래커에 대해 30 부피% 이하인 것을 특징으로 하는 것을 특징으로 하는 마찰 방지 래커.
  13. 제8항 내지 제12항들 중 어느 한 항에 있어서,
    경질 재료의 비율은 경화된 마찰 방지 래커에 대하여 10 부피% 이하, 바람직하게는 5 부피% 이하인 것을 특징으로 하는 마찰 방지 래커.
  14. 선행하는 항들 중 어느 한 항에 있어서,
    폴리머는 폴리이미드 (PI), 폴리아미드이미드 (PAI), 폴리에테르이미드 (PEI) 및 폴리에스테르이미드, 에폭시 수지 (EP), 페놀 수지, 폴리벤지미다졸 (PBI), 규소 수지, 특히 220℃ 이상의 녹는점을 갖는 내화 열가소성 수지, 폴리아릴레이트, 폴리에테르에테르케톤 (PEEK) 및 폴리(옥시-1,4-페닐술포닐-1,4-페닐) (PES)를 포함하는 군으로부터 선택되는 것을 특징으로 하는 마찰 방지 래커.
  15. 금속 기판층 및 이에 도포되며 선행하는 항들 중 어느 한 항에 따르는 적어도 하나의 마찰 방지 래커를 포함하는 코팅을 갖는 슬라이딩 요소.
  16. 제15항에 있어서,
    코팅의 두께는 1 내지 50 ㎛인 것을 특징으로 하는 슬라이딩 요소.
  17. 제15항 또는 제16항에 있어서,
    슬라이딩 요소는 130 mm까지의 직경을 갖는 레이디얼 베어링이며, 코팅의 두께는 5 내지 25 ㎛인 것을 특징으로 하는 슬라이딩 요소.
  18. 제15항 내지 제17항들 중 어느 한 항에 있어서,
    금속 기판층은 개별 금속층 또는 복수의 금속층들로 이루어진 층상 복합체를 포함하며, 코팅은 기판층의 노출된 층에 도포되는 것을 특징으로 하는 슬라이딩 요소.
  19. 제18항에 있어서,
    기판층의 노출된 층은 Cu, Al, Ni, Sn, Zn, Ag, Au, Bi 또는 Fe 합금으로부터 형성되는 것을 특징으로 하는 슬라이딩 요소.
  20. 제18항 또는 제19항에 있어서,
    금속 기판층은 강철 지지층 또는 금속 베어링 금속층 또는 강철 지지층 및 금속 베어링 금속층, 선택적으로 금속 중간층 및 선택적으로 슬라이딩층을 포함하는 것을 특징으로 하는 슬라이딩 요소.
  21. 제20항에 있어서,
    슬라이딩층은 기판층의 노출된 층을 형성하며, 그 위에 코팅이 카운터-운동 부재를 컨디셔닝하기 위한 런-인 층으로서 또는 적응을 위한 런-인 층으로서 구성되는 것을 특징으로 하는 슬라이딩 요소.
  22. 제21항에 있어서,
    슬라이딩층은 선택적으로, 특히 AlSn으로 이루어진, 스퍼터층으로서, 또는 갈바니 슬라이딩층으로서 구성되는 것을 특징으로 하는 슬라이딩 요소.
  23. 제20항에 있어서,
    베어링 금속층은 기판층의 노출된 층을 형성하며, 그 위에 코팅이 오랜 사용수명을 갖는 슬라이딩층으로서 구성되는 것을 특징으로 하는 슬라이딩 요소.
  24. 제20항 내지 제23항들 중 어느 한 항에 있어서,
    베어링 금속층은 CuSn, CuNiSi, CuZn, CuSnZn, AlSn, AlSi, AlSnSi 또는 AlZn 베어링 금속 합금을 기재로 하는 것을 특징으로 하는 슬라이딩 요소.
  25. 제20항에 있어서,
    Sn, Ni, Ag, Cu, Fe 또는 그 합금으로 이루어진 중간층은 그 위에 코팅이 구성되는 기판층의 노출된 층을 형성하는 것을 특징으로 하는 슬라이딩 요소.
  26. 제15항 내지 제25항들 중 어느 한 항에 있어서,
    코팅은 적어도 2개의 마찰 방지 래커들로 이루어진 다층 시스템이며, 마찰 방지 래커들 중 적어도 하나의 마찰 방지 래커는 제1항 내지 제12항들 중 어느 한 항에 따라 구성되며, 상부 마찰 방지 래커층이 오랜 사용수명을 갖는 슬라이딩층으로서 하부 마찰 방지 래커층 상의 카운터-운동 부재를 컨티셔닝하기 위한 런-인 층으로서 구성되는 것을 특징으로 하는 슬라이딩 요소.
  27. 제15항 내지 제26항들 중 어느 한 항에 있어서,
    코팅은 적어도 2개의 마찰 방지 래커들로 이루어진 다층 시스템이며, 마찰 방지 래커들 중 적어도 하나의 마찰 방지 래커는 제1항 내지 제12항들 중 어느 한 항에 따라 구성되며, 양호한 슬라이딩 및 적응 특성을 갖는 슬라이딩층으로서 상부 마찰 방지 래커층 아래에는 높은 내마모성을 갖는 하부 마찰 방지 래커층이 구성되는 것을 특징으로 하는 슬라이딩 요소.
  28. 제15항 내지 제27항들 중 어느 한 항에 있어서,
    코팅은 적어도 2개의 마찰 방지 래커들을 포함하는 다층 시스템이며, 마찰 방지 래커들 중 적어도 하나의 마찰 방지 래커는 제9항 내지 제18항들 중 어느 한 항에 따라 구성되며, 금속 기판층과 양호한 슬라이딩 및 적응 특성을 갖는 슬라이딩층으로서 또는 높은 내마모성을 갖는 슬라이딩층으로서 구성된 상부 마찰 방지 래커층 사이에는 적은 첨가제를 함유하거나 전혀 첨가제를 함유하지 않는 추가의 마찰 방지 래커층이 배치되는 것을 특징으로 하는 슬라이딩 요소.
  29. 제28항에 있어서,
    적은 첨가제를 함유하거나 전혀 첨가제를 함유하지 않는 마찰 방지 래커층은 슬라이딩층보다 더 얇도록 구성되는 것을 특징으로 하는 슬라이딩 요소.
  30. 제15항 내지 제29항들 중 어느 한 항에 있어서,
    코팅은 적어도 2개의 마찰 방지 래커들을 포함하는 다층 시스템이며, 마찰 방지 래커들 중 적어도 하나의 마찰 방지 래커는 제1항 내지 제12항들 중 어느 한 항에 따라 구성되며, 적어도 2개의 마찰 방지 래커들은 적어도 이작용기(성) 화합물 또는 환식 이작용기(성) 화합물, 고체 윤활제, 경질 재료 및 열전도성을 향상시키는 물질을 포함하는 군으로부터 선택되는 물질에 대하여 상이한 비율을 갖는 것을 특징으로 하는 슬라이딩 요소.
  31. 제15항 내지 제30항들 중 어느 한 항에 있어서,
    코팅은 적어도 2개의 마찰 방지 래커들을 포함하는 구배 층 시스템이며, 마찰 방지 래커들 중 적어도 하나의 마찰 방지 래커는 제1항 내지 제12항들 중 어느 한 항에 따라 구성되며, 구배 층 시스템은, 적어도 층 두께의 부분을 통해 볼 때, 이작용기(성) 화합물 또는 환식 이작용기(성) 화합물, 고체 윤활제, 경질 재료 및 열전도성을 향상시키는 물질을 포함하는 군으로부터 선택되는 적어도 하나의 물질을 증가하는 또는 감소하는 비율로 갖는 것을 특징으로 하는 슬라이딩 요소.
  32. 제15항 내지 제31항들 중 어느 한 항에 있어서,
    특히 내연기관을 위한, 플레인 베어링 셸 또는 부시로서 구성되는 슬라이딩 요소.
  33. 내연기관을 위한 피스톤, 피스톤 링, 베어링 셸 또는 부시를 코팅하기 위한 제1항 내지 제14항들 중 어느 한 항에 따르는 마찰 방지 래커의 이용.
  34. 슬라이딩 요소를 제조하는 방법으로서,
    ⅰ. 금속 기판층을 제공하는 단계,
    ⅱ. 제1항 내지 제14항들 중 어느 한 항에 따르는 마찰 방지 래커를 기판층에 도포하는 단계로서, 마찰 방지 래커는 용매에 용해되는, 단계,
    ⅲ. 기판층에 코팅을 형성하는 마찰 방지 래커를 경화하는 단계를
    포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
  35. 제34항에 있어서,
    경화의 단계는 폴리머의 가교 및 용매의 제거를 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
KR1020207007468A 2017-09-12 2018-09-07 마찰 방지 래커, 이러한 마찰 방지 래커를 갖는 슬라이딩 요소 및 그 이용 KR20200054973A (ko)

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