PL187646B1 - Sposób wytwarzania materiału warstwowego na elementy ślizgowe oraz materiał warstwowy na elementy ślizgowe - Google Patents

Sposób wytwarzania materiału warstwowego na elementy ślizgowe oraz materiał warstwowy na elementy ślizgowe

Info

Publication number
PL187646B1
PL187646B1 PL98335583A PL33558398A PL187646B1 PL 187646 B1 PL187646 B1 PL 187646B1 PL 98335583 A PL98335583 A PL 98335583A PL 33558398 A PL33558398 A PL 33558398A PL 187646 B1 PL187646 B1 PL 187646B1
Authority
PL
Poland
Prior art keywords
copper
bearing
bearing alloy
alloy
layered material
Prior art date
Application number
PL98335583A
Other languages
English (en)
Other versions
PL335583A1 (en
Inventor
Gerd Andler
Original Assignee
Federal Mogul Wiesbaden Gmbh
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
Family has litigation
First worldwide family litigation filed litigation Critical https://patents.darts-ip.com/?family=7854543&utm_source=google_patent&utm_medium=platform_link&utm_campaign=public_patent_search&patent=PL187646(B1) "Global patent litigation dataset” by Darts-ip is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 International License.
Application filed by Federal Mogul Wiesbaden Gmbh filed Critical Federal Mogul Wiesbaden Gmbh
Publication of PL335583A1 publication Critical patent/PL335583A1/xx
Publication of PL187646B1 publication Critical patent/PL187646B1/pl

Links

Classifications

    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22C—ALLOYS
    • C22C9/00—Alloys based on copper
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B22—CASTING; POWDER METALLURGY
    • B22D—CASTING OF METALS; CASTING OF OTHER SUBSTANCES BY THE SAME PROCESSES OR DEVICES
    • B22D19/00—Casting in, on, or around objects which form part of the product
    • B22D19/08—Casting in, on, or around objects which form part of the product for building-up linings or coverings, e.g. of anti-frictional metal
    • B22D19/085—Casting in, on, or around objects which form part of the product for building-up linings or coverings, e.g. of anti-frictional metal of anti-frictional metal
    • 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
    • F16C33/14—Special methods of manufacture; Running-in
    • 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
    • F16C2204/10—Alloys based on copper
    • 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
    • Y10S—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10S384/00—Bearings
    • Y10S384/90—Cooling or heating
    • Y10S384/912—Metallic
    • 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.]
    • Y10T428/12736—Al-base component
    • Y10T428/1275—Next to Group VIII or IB metal-base component
    • Y10T428/12757—Fe
    • 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.]
    • Y10T428/12771—Transition metal-base component
    • Y10T428/12785—Group IIB metal-base component
    • Y10T428/12792—Zn-base component
    • Y10T428/12799—Next to Fe-base component [e.g., galvanized]

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Metallurgy (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Sliding-Contact Bearings (AREA)
  • Laminated Bodies (AREA)
  • Lubricants (AREA)
  • Other Surface Treatments For Metallic Materials (AREA)

Abstract

1. Sposób wytwarzania materialu war- stwowego na elementy slizgowe, takie jak panewki lozyskowe lub panewki lozyskowe nie dzielone, przy którym na materiale no- snym, zwlaszcza ze stali, umieszcza sie stop lozyskowy za pomoca procesu ciaglego wy- lewania na materiale nosnym, znamienny tym, ze material nosny podgrzewa sie do temperatury 1000-1100°C, nastepnie niejed- norodny, bezolowiowy stop lozyskowy na bazie miedz-cynk lub miedz-glin wylewa sie przy temperaturze 1000-1250°C, po czym material warstwowy przez 2-4 minuty chlo- dzi sie od temperatury odlewania stopu lozy- skowego do 100°C. F ig . 1 PL PL PL

Description

Wynalazek dotyczy sposobu wytwarzania materiału warstwowego na elementy ślizgowe orsz materiału warstwowego na elementy ślizgowe. Sposób znajduje zastosowanie przy produkcji materiału warstwowego na elementy ślizgowe takie jak panewki łożyskowe lub tuleje łożyskowe, gdzie na materiał nośny, zwłaszcza ze stali, nakłada się stop łożyskowy za pomocą procesu ciągłego wylewania na materiale nośnym.
Zwykle łożyska służą do przyjmowania i przekazywania sił, a mianowicie zarówno sił osiowych jak i sił promieniowych pomiędzy ruchomymi względem siebie częściami konstrukcyjnymi. Oznacza to, że przy prawie wszystkich ruchach obrotowych i wahliwych konieczne są łożyska. Łożyska są więc częściami niezbędnymi we wszystkich maszynach i agregatach, a zwłaszcza w silnikach spalinowych.
Jeżeli w przypadku nowoczesnych silników spalinowych rozpatrzy się istniejące w nich najważniejsze miejsca u^^kowania (łożyska główne, łożyska korbowodu, tuleje sworzni tłokowych, panewki wałka rozrządu itp.), to otrzyma się dobry przegląd wielu często przeciwstawnych właściwości, które musi posiadać materiał łożyskowy.
Zależnie od typu łożyska i silnika należy uwzględniać nie tylko różne warunki konstrukcyjne, ale również występowanie całkowicie różnych obciążeń (ciśnienia gazu, sil odśrodkowych). Dla wynikającego stąd wielostronnego profilu wymagań (jak duża wytrzymsłość zmęczeniowa, duża odporność na ścieranie, nrewaażliwość na zatarcie itp.) jako szczególnie odpowiednie okazały się z biegiem czasu materiały warstwowe. Obecnie materiały dwu lub trójwarstwowe należą do stanu techniki. Stalowy korpus wsporczy nadaje przy tym łożysku ślizgowemu potrzebną wytrzymałość mechaniczną i zapewnia poprawne osadzenie w obudowie. Stop łożyskowy nałożony przez nawalcowanie, wylewanie lub spiekanie posiada przy tym wspomniane już właściwości, przy czym dodatkowe uzupełnienie materiału warstwowego stanowi przeważnie galwanicznie nałożona warstwa ślizgowa z warstwą pośrednią stużącąjsko bariera dyfuzyjna.
Jeżeli rozpatrzy się tendencje rozwojowe w zakresie przyszłych silników wysokoprężnych, to na pierwszym miejscu są dwa główne warunki brzegowe: zmniejszenie do minimum zuzycis paliwa i zmniejszenie szkodliwych emisji.
W porównaniu z konwencjonalnymi silnikami wysokoprężnymi osiąga się to za pomocą bezpośredniego wtrysku, to znaczy zwiększenia ciśnienia spalania, oraz przez turbodoładowanie. Ns skutek tego nowym generacjom silników stawiane są najwyższe wymagania, zwłaszcza ns materiały łożyskowe. Występuje wyraźna tendencja do stosowania materiałów o corsz większej obciążalności, co już w przypadku łożysk korowodowych doprowadziło do powstania nowych materiałów warstwowych. Stałym elementem rynku w tej dziedzinie stało się łożysko napylane (warstwa bieżns złozona jest z warstwy
187 646 ślizgowej nałożonej przez napylanie katodowe). Z takim rodzajem łożyska można bez problemów realizować największe obciążenia.
Jednakże również w innych obszarach, np. w łożyskowaniu sworznia tłokowego, obciążenia działające na materiały łożyskowe wzrosły tak, że stosowanie tradycyjnych materiałów łożyskowych na bazie stali i brązu ołowiowego daje pozytywne rezultaty tylko przy zwiększaniu średnicy sworznia tłokowego, czyli zmniejszaniu obciążeń właściwych. Jest to jednak fałszywa droga, ponieważ zwiększają się przez to masy drgające i rośnie wysokość konstrukcyjna silnika, co jest sprzeczne z ogólną potrzebą zmniejszania ciężaru. Dalszym problemem przy stosowaniu stopów brązu ołowiowego jest ich słaba odporność na korozję.
Wynika z tego jasno, że np. w dziedzinie materiałów łożyskowych przyszłe wymagania rynku mogą być spełnione tylko przez nowo opracowywane materiały warstwowe. Stawiane są im następujące wymagania techniczne i ekonomiczne: materiał warstwowy musi wytrzymywać najwyższe obciążenia, musi mieć wysoką wytrzymałość na korozję przy temperaturach do 200°C w agresywnym otoczeniu (materiał silnie obciążony przez dodatki stosowane w oleju, pozostałości po spalaniu znajdujące się w oleju oraz silne zanieczyszczenie oleju na skutek dłuższych odstępów konserwacyjnych) i musi być wytwarzany tanio.
Z opisu patentowego EP 0 681 114 znany jest materiał warstwowy złożony ze stali, z materiałem warstwy ślizgowej ze stopu miedź-cynk do przeróbki plastycznej, który znajduje zastosowanie na przykład jako materiał na panewki łożyskowe lub tarcze rozruchowe. Ten materiał warstwowy jest wytwarzany przez powlekanie za pomocą walcowania. Obróbka cieplna przeprowadzana po powlekaniu zwiększa, na skutek procesów dyfuzyjnych, wytrzymałość warstwy przejściowej pomiędzy stalą a stopem łożyskowym.
W przeciwieństwie do sposobu opisanego w niniejszym zgłoszeniu, w przypadku tego materiału warstwowego wytwarza się go stosując powlekanie za pomocą walcowania. Na skutek nacisku walców wzrasta przyczepność materiałów i następuje zespolenie powierzchni obu materiałów. Późniejsze wyżarzanie dyfuzyjne wzmacnia wprawdzie to połączenie, ale nie doprowadza do połączenia kształtowego ani nawet wiązania, jak to jest w przypadku metod, gdzie występuje wylewanie, a więc kontakt fazy ciekłej z fazą stałą.
Ponadto trzeba stwierdzić, że proces opisany w EP O 681 114 jest również pod względem kosztów wytwarzania droższy niż porównywane z nim wylewanie, ponieważ przed wytworzeniem materiału warstwowego przez pokrywanie przy użyciu walców trzeba wytworzyć taśmę z CuZn3lSi w procesie właściwego odlewania. Materiał warstwowy wytwarza się, przez powlekanie, dopiero w dalszej operacji. Przy wylewaniu stali można jednak wytworzyć materiał warstwowy w jednej operacji.
Z opisu patentowego dE-OS 25 48 941 znany jest sposób wytwarzania pasmowych przedmiotów metalowych, w którym na tym samym materiale umieszcza się wiele warstw. Każda warstwa utworzona na taśmie w miejscu wylewania jest nieprzerwanie wygładzana i chłodzona. W tym celu pod taśmą przewidziane są odpowiednie urządzenia chłodzące.
Z opisu patentowego DE-PS 10 63 343 znany jest sposób taśmowego odlewania brązu ołowiowego, przy którym taśmę stalową ogrzewa się do temperatury około 1100°C, aby uniknąć wykrzywienia taśmy. Najpierw z taśmy tworzy się ceownik z zagiętymi krawędziami. Po wylaniu taśmy i ochłodzeniu jej, o czym nie ma jednak żadnej wzmianki, taśmę frezuje się do żądanej grubości i następnie zwija się.
Z opisu patentowego DE 44 37 565 Al znany jest sposób wytwarzania kompozytu stalowego. Nie chodzi przy tym o sposób ciągłego odlewania, ale o sposób odlewania stanowiskowego lub odśrodkowego, przy którym powleka się już ukształtowane panewki łożyskowe. Taki stop łożyskowy na bazie miedzi zawiera nikiel i krzem w określonym stosunku, tak że unika się fazy rozproszonej krzemku żelaza w strefie przejściowej. Powlekany element ślizgowy podgrzewa się, przy czym temperatura podgrzewania jest dostosowana do grubości stali. Sposób ten nadaje się tylko do dużych łożysk i przez to drogich części. Tego znanego sposobu nie można stosować w produkcji masowej, koniecznej przy łożyskach o małych wymiarach przy grubości stali mniejszej niż 10 mm.
Okazało się, ze wymagania stawiane materiałowi warstwowemu mogą być spełnione przez stopy miedzi o dużej wytrzymałości. Zaliczają się do nich specjalny mosiądz lub brąz
187 646 aluminiowy, które obok dużej obciążalności mają tę zaletę, z punktu widzenia ochrony środowiska, że nie zawierają ołowiu. Zasadniczo w tej grupie materiałów można wyjść od dwóch różnych morfologii struktury: stopy, które krzepną jednorodnie (np. CuA18 lub CuZn31Si) oraz stopy, które tworzą struktury niejednorodne (np. CuA110Fe lub CuZn40Al).
Jednorodne materiały złożone są z roztworu stałego a i mają oprócz dobrych właściwości ślizgowych również dobrą podatność na obróbkę plastyczną na zimno. Natomiast stopy niejednorodne mają zaletę wielofazowej struktury, większą odporność na ścieranie, ale gorszą podatność na obróbkę plastyczną na zimno.
Materiały warstwowe ze stopami łożyskowymi na bazie miedź-cynk lub miedź-glin mogły być dotychczas wytwarzane tylko sposobem odlewania odśrodkowego. Sposoby taśmowego procesu ciągłego wylewania nie znalazły wcześniej żadnego zastosowania, ponieważ przy wylewaniu materiału na podłoża, w obszarze strefy przejściowej powstawały fazy kruche, które nie pozwalały na odkształcanie materiału warstwowego. Jest to jednak niezbędne dla korzystnego pod względem kosztów wytwarzania, np. łożysk ślizgowych i panewek. Niespodziewanie stwierdzono, ze takie materiały warstwowe mogą być, np. odkształcane bez groźby odklejania się wylewanego stopu łożyskowego od materiału podłoża, o ile utrzymane są odpowiednie parametry procesu.
Zadaniem wynalazku jest, by opierając się na opisie patentowym DE-OS 25 48 941 opracować sposób i materiał warstwowy, nadający się do miejsc ułozyskowania, gdzie występuje tarcie mieszane, który to materiał jest odporny na korozję i nadaje się do kształtowania na zimno oraz wytrzymuje największe obciążenia.
Zadanie to zostało rozwiązane za pomocą sposobu wytwarzania materiału warstwowego na elementy ślizgowe, takie jak panewki łożyskowe lub panewki łożyskowe nie dzielone, przy którym na materiale nośnym, zwłaszcza ze stali, umieszcza się stop łożyskowy za pomocą procesu ciągłego wylewania na materiale nośnym, przy czym sposób ten charakteryzuje się tym, ze materiał nośny podgrzewa się do temperatury 1000-1100°C, następnie niejednorodny, bezołowiowy stop łożyskowy na bazie miedź-cynk lub miedź-glin wylewa się przy temperaturze 1000-1250°C, po czym materiał warstwowy przez 2-4 minuty chłodzi się od temperatury odlewania stopu łożyskowego do 100°C.
Materiał warstwowy jest korzystnie przez pierwsze 30 sekund chłodzony od temperatury odlewania stopu łożyskowego do temperatury krzepnięcia stopu łożyskowego.
Po nałożeniu stopu miedź-glin i po ochłodzeniu, materiał warstwowy, korzystnie wyzarza się przy temperaturze 600-750°C przez 4-10 godzin.
Korzystnie, po nałożeniu stopu miedź-cynk i po ochłodzeniu materiału warstwowego przeprowadza się wyzarzanie przy temperaturze 400-550°C przez 4-10 godzin.
Stop łożyskowy korzystnie wylewa się na grubość DL, przy czym stosunek DL/DT, gdzie DTjest grubością materiału nośnego, wynosi 1 do 2.
Materiał warstwowy na elementy ślizgowe, takie jak panewki łożyskowe lub panewki łożyskowe nie dzielone, z materiałem nośnym ze stali i z wylewanym stopem łożyskowym, charakteryzuje się tym, że stop łożyskowy jest bezołowiowy i bazuje na miedzi i cynku lub miedzi i glinie oraz ma strukturę niejednorodny przy czym pomiędzy stopem łożyskowym (3, 3') a materiałem nośnym (1, 1') istnieje strefa (2, 2') przejściowa, która krystalizuje w sieci regularnej i zawiera 80-95% żelaza, zwykłe zanieczyszczenia, a jako resztę miedź.
Korzystnie, w strukturze materiału warstwowego występują dwie fazy α i β. Najkorzystniej po ochłodzeniu, a przed obróbką cieplną fazy α i β występują w stosunku 1,5-3,0, zaś po wyzarzaniu stosunek faz α do β zwiększa się do 6.
Warstwa przejściowa ma korzystnie grubość 5-50 pm.
Korzystnie stop łożyskowy ma następujący skład:
Miedź 55-63%
Glin 1,5-2,5%
Żelazo 0,5-0,8%
Mangan 1,8-2,2%
Nikiel 0,7-1,0%
187 646
Cyna
Cynk
0-0,1%
Reszta
Inny korzystny stop ma skład następujący:
Miedź
Glin
Reszta
Żelazo
Mangan
Nikiel
Cynk
7,5-11,0%
0,5-3,0%
0,5-2,0%
1,0-3,5%
0-0,5%
Na wylewanym stopie łożyskowym znajduje się korzystnie warstwa docierania. Tą warstwą docierania jest korzystnie PbSnCu lub cyna ogniowa.
Strefa przejściowa ma wystarczającą ciągliwość, to znaczy uniknięto powstawania kruchych faz na przejściu stal/stop łożyskowy. Dzięki temu spełnione są warunki dalszego przetwarzania materiału warstwowego w postaci wstęgi, przez procesy odkształcania, takie jak walcowanie i gięcie na rolkach, np. w celu wytworzenia panewki.
Zmieniając wartość stosunku grubości warstwy wylewanej do grubości warstwy materiału nośnego Dl/Dt można oddziaływać na powstawanie strefy przejściowej.
Oznaczenie składników stopowych warstwy łączącej przeprowadza się korzystnie za pomocą analizy rentgenowskiej z rozpraszaniem energii (EDX) przy zastosowaniu mikroskopu elektronowego. Przez strefę przejściową rozumie się strefę, która powstała na skutek procesów dyfuzji, np. składników wylewanego stopu do litego materiału nośnego jako wyraźnie rozpoznawalna warstwa pośrednia. Przeważnie ta strefa przejściowa występuje jako roztwór stały lub jako faza międzymetaliczna obu materiałów.
Zawartość żelaza pochodzi ze stalowego materiału nośnego, natomiast zawartość miedzi ze stopu łożyskowego. Oprócz obu tych składników, które określają strukturę strefy przejściowej, mogą być jeszcze zawarte niewielkie ilości pozostałych składników stopowych. Ta strefa przejściowa zapewnia wysoką wytrzymałość spojenia i dużą obciążalność całego materiału warstwowego.
Struktura niejednorodna stopu łożyskowego byłaby wadą z punktu widzenia podatności materiału na odkształcanie na zimno. Jednakże okazało się, że struktura niejednorodna nie jest szkodliwa wtedy, gdy istnieje wyważony stosunek pomiędzy fazami α i β.
Fazy β powstają przy wysokich temperaturach i muszą, aby zapewnić dobrą zdolność do odkształcania, być przetwarzane między innymi w fazę α. Z drugiej strony muszą istnieć również wystarczające ilości fazy β, aby uzyskać niejednorodność struktury, ponieważ wpływa to korzystnie na wytrzymałość na ścieranie.
Przemiana fazy β może być sterowana przez chłodzenie po wylewaniu, przy czym jednak z ekonomicznego punktu widzenia byłoby pożądane możliwie szybkie chłodzenie. Okazało się, że przy prędkości chłodzenia odpowiadającej chłodzeniu do 100°C w ciągu 2-4 min, można uzyskać stosunek faz α do β wynoszący 1,5 do 3,0. Materiał warstwowy o takim stosunku α do β łączy w sobie dobre właściwości trybologiczne z dobrą zdolnością odkształcania oraz z dobrymi właściwościami korozyjnymi i wysoką obciążalnością.
Przez następujący potem proces' wyżarzania można stosunek fazy α do β zwiększyć az do 6, co ma korzystny wpływ na zdolność do odkształcania.
Materiał warstwowy na elementy ślizgowe, takie jak łożyska ślizgowe lub panewki, korzystnie stosuje się przy grubości materiału nośnego mniejszej niż 10 mm.
Materiał warstwowy może dodatkowo mieć jeszcze trzecią warstwę, np. z PbSnCu lub z cyny ogniowej jako warstwę docierania.
Przez prowadzenie procesu wylewania na stal możliwe jest wytwarzanie materiału warstwowego, który jako całość umożliwia odkształcanie, co najmniej w zakresie 25%.
187 646
Ί
Przykładowe postaci wykonania są poniżej dokładniej objaśnione na podstawie rysunków, które przedstawiają na:
Figura 1 mikrostrukturę stopu łożyskowego CuA19Ni3Fe na materiale nośnym ze stali,
Figura 2 a i 2b mikrostruktury materiału warstwowego ze stopem łożyskowym z CuZn40Al, a
Figura 3 wykres słupkowy wytrzymałości wiązania materiału warstwowego
CuA19Ni3Fe2 lub CuZn40A12 na stali lub po obróbce cieplnej w bezpo średnim porównaniu z dotychczasowymi materiałami warstwowymi.
Przykład 1
CuA19Ni3Fe
Taśma stalowa 1,6 mm
Platerowanie taśmy stalowej przez temperatura podgrzania materiału wylewanie nośnego 1100°C, temperatura topnienia stopu łożyskowego 1200°C
Chłodzenie przez 30 s do temperatury krzepnięcia, przez dalsze 2,5 min do 100°C
Frezowanie powierzchni stopu 5-15% grubości stopu łożyskowego łożyskowego
Obróbka cieplna 650°C, czas przebywania 6 h
Proces odkształcania 25%
Obraz mikrostruktury materiału warstwowego w stanie odlewu przedstawiono na fig. 1. Na materiale nośnym ze stali 1 usytuowana jest cienka strefa przejściowa 2, która ma 88% żelaza i 6% miedzi, przy czym pozostałymi składnikami są inne składniki stopowe.
Na strefie przejściowej 2 usytuowany jest stop łożyskowy 3, który ma niejednorodną strukturę dendrytyczną, przy czym jasne powierzchnie przedstawiaj fazę a. Fazy α i β występują w stopie łożyskowym 3 w stosunku 2,6.
Przykład 2
CuZn40A12
Taśma stalowa 1,6 mm
Platerowanie taśmy stalowej przez temperatura podgrzania materiału wylewanie nośnego 1000°C, temperatura topnienia stopu łożyskowego 1020°C
Chłodzenie przez 30 s do temperatury krzepnięcia, przez dalsze 2,5 min do 100°C
Frezowanie powierzchni stopu 5-15% grubości stopu łożyskowego łożyskowego
Obróbka cieplna 500°C, czas przebywania 4 h
Proces odkształcania 25%
Na fig. 2a i 2b przedstawiono mikrostruktury materiału warstwowego ze stopem łożyskowym z CuZn40A12. Pomiędzy stalową warstwą nośną 1' a materiałem łożyskowym 3' usytuowana jest również strefa przejściowa 2', która ma 81% żelaza i 8% miedzi, przy czym pozostałe składniki stanowią inne składniki stopu.
187 646
Również w przypadku tego materiału uzyskuje się niejednorodną strukturę.
Na fig. 3 przedstawiono wytrzymałość materiału warstwowego w N/mra2, wytworzonego według przykładu 1 lub 2 w porównaniu z dotychczasowymi materiałami warstwowymi. Szary obszar oznacza sterowanie wartości zmierzonej. Badany był przy tym zarówno stan odlewu w przypadku CuA19Ni3Fe2 lub CuZn40A12 jak i stan po wyżarzaniu. Wyraźnie widać, że oba nowe materiały warstwowe pod względem wytrzymałości spojenia są znacznie lepsze od znanych tworzyw warstwowych stalowych, takich jak CuA18 lub CuPblOSnlO. Przeprowadzona obróbka cieplna w celu utworzenia struktury korzystnej przy późniejszym odkształcaniu nie ma negatywnego wpływu na wytrzymałość strefy przejściowej (przy CuZn40A12 na stali wytrzymałość strefy przejściowej nawet się jeszcze polepsza).

Claims (14)

  1. Zastrzeżenia patentowe
    1. Sposób wytwarzania materiału warstwowego na elementy ślizgowe, takie jak panewki łożyskowe lub panewki łożyskowe nie dzielone, przy którym na materiale nośnym, zwłaszcza ze stali, umieszcza się stop łożyskowy za pomocą procesu ciągłego wylewania na materiale nośnym, znamienny tym, ze materiał nośny podgrzewa się do temperatury 1000-1100°C, następnie niejednorodny, bezołowiowy stop łożyskowy na bazie miedź-cynk lub miedź-glin wylewa się przy temperaturze 1000-1250°C, po czym materiał warstwowy przez 2-4 minuty chłodzi się od temperatury odlewania stopu łożyskowego do 100°C.
  2. 2. Sposób według zastrz. 1, znamienny tym, że materiał warstwowy przez pierwsze 30 sekund chłodzi się od temperatury odlewania stopu łożyskowego do temperatury krzepnięcia stopu łożyskowego.
  3. 3. Sposób według zastrz. 1 albo 2, znamienny tym, że po nałożeniu stopu miedź-glin i po ochłodzeniu, materiał warstwowy wyżarza się przy temperaturze 600-750°C przez 4-10 godzin.
  4. 4. Sposób według zastrz. 1 albo 2, znamienny tym, że po nałożeniu stopu miedź-cynk i po ochłodzeniu materiału warstwowego, przeprowadza się wyżarzanie przy temperaturze 400-550° C przez 4-10 godzin.
  5. 5. Sposób według zastrz. 1, znamienny tym, że stop łożyskowy wylewa się na grubość Dl, przy czym stosunek Dl/Dt, gdzie Dt jest grubością materiału nośnego wynosi 1 do 2.
  6. 6. Materiał warstwowy na elementy ślizgowe, takie jak panewki łożyskowe lub panewki łożyskowe nie dzielone, z materiałem nośnym ze stali i z wylewanym stopem łożyskowym, znamienny tym, ze stop łożyskowy jest bezołowiowy i bazuje na miedzi i cynku lub miedzi i glinie oraz ma strukturę niejednorodną, przy czym pomiędzy stopem łożyskowym (3, 3') a materiałem nośnym (1, 1’) istnieje strefa (2, 2') przejściowa, która krystalizuje w sieci regularnej i zawiera 80-95% żelaza, zwykłe zanieczyszczenia, a jako resztę miedź.
  7. 7. Materiał warstwowy według zastrz. 6, znamienny tym, że w strukturze niejednorodnej występują dwie fazy α i β.
  8. 8. Materiał warstwowy według zastrz. 7, znamienny tym, że w stanie odlanym po ochłodzeniu, a przed obróbką cieplną, fazy a i β występują w stosunku 1,5-3,0.
  9. 9. Materiał warstwowy według zastrz. 8, znamienny tym, że po wyżarzaniu stosunek faz α do β zwiększa się do 6.
  10. 10. Materiał warstwowy według zastrz. 6, znamienny tym, że warstwa przejściowa ma grubość 5-50 μτη.
  11. 11. Materiał warstwowy według zastrz. 6, znamienny tym, że stop łożyskowy ma następujący skład:
    Miedź 55-63% Glin 15-2,5% Żelazo 0,5-0,8% Mangan 1,8-2,2% Nikiel 0,7-1,0% Cyna 0-0,1% Cynk Reszta
    187 646
  12. 12. Materiał warstwowy według zastrz. 6, znamienny tym, ze stop łożyskowy ma następujący skład:
    Miedź Reszta Glin 7,5-11,0% Zelszo 0,5-3,0% Mangsn 0,5-2,0% Nikiel 1,0-3,5% Cynk 0 0,5%
  13. 13. Materiał warstwowy według pastzp. 6, znamienne tym, że na wylewanym stopie łożyskowym znajduje się warstwa docierania.
  14. 14. Materiał warstwowy według pssżzp. 13, znamienny tym, pe warstwą docierania jest PbSnCu lub cyna ogniowa.
PL98335583A 1998-01-14 1998-11-24 Sposób wytwarzania materiału warstwowego na elementy ślizgowe oraz materiał warstwowy na elementy ślizgowe PL187646B1 (pl)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE19801074A DE19801074C2 (de) 1998-01-14 1998-01-14 Verfahren zur Herstellung eines Schichtverbundwerkstoffes für Gleitelemente
PCT/DE1998/003483 WO1999036210A1 (de) 1998-01-14 1998-11-24 Schichtverbundwerkstoff für gleitelemente und verfahren zu seiner herstellung

Publications (2)

Publication Number Publication Date
PL335583A1 PL335583A1 (en) 2000-05-08
PL187646B1 true PL187646B1 (pl) 2004-08-31

Family

ID=7854543

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
PL98335583A PL187646B1 (pl) 1998-01-14 1998-11-24 Sposób wytwarzania materiału warstwowego na elementy ślizgowe oraz materiał warstwowy na elementy ślizgowe

Country Status (15)

Country Link
US (1) US6273972B1 (pl)
EP (1) EP0966333B2 (pl)
JP (1) JP2001516285A (pl)
KR (1) KR100538977B1 (pl)
CN (1) CN1094079C (pl)
AT (2) AT411229B (pl)
BR (1) BR9808259A (pl)
CZ (1) CZ295510B6 (pl)
DE (3) DE19801074C2 (pl)
ES (1) ES2198785T5 (pl)
PL (1) PL187646B1 (pl)
RU (1) RU2218277C2 (pl)
SK (1) SK284335B6 (pl)
TR (1) TR199902050T1 (pl)
WO (1) WO1999036210A1 (pl)

Families Citing this family (42)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE19950445C2 (de) * 1999-10-19 2002-09-19 Zollern Bhw Gleitlager Gmbh & Gleitlagerelement
EP1334285A4 (en) * 2000-11-15 2006-07-05 Federal Mogul Corp BEARING ALLOY BASED ON NONGALVANIZED ALUMINUM WITH PERFORMANCE IMPROVED INTERMEDIATE LAYER
US6833339B2 (en) * 2000-11-15 2004-12-21 Federal-Mogul World Wide, Inc. Non-plated aluminum based bearing alloy with performance-enhanced interlayer
JP4282284B2 (ja) 2001-08-22 2009-06-17 株式会社小松製作所 履帯
DE10144126C1 (de) * 2001-09-08 2003-01-30 Ks Gleitlager Gmbh Pleuellagerschale- oder -buchse oder Hauptlagerschale
US6787100B2 (en) * 2001-10-17 2004-09-07 Federal-Mogul World Wide, Inc. Multiple layer powder metal bearings
DE10159949C1 (de) * 2001-12-06 2003-05-22 Wieland Werke Ag Verwendung einer Kupfer-Aluminium-Legierung mit definierten Deckschichten als Lagerwerkstoff zur Herstellung von verschleißfesten Gleitlagern
DE50302355D1 (de) 2002-09-06 2006-04-13 Federal Mogul Wiesbaden Gmbh Kolbenbolzenbuchse
DE10306542B3 (de) * 2003-02-13 2004-06-24 Sms Demag Ag Gleitstein für Gelenkspindeln
DE10329276B4 (de) * 2003-06-30 2007-07-19 Federal-Mogul Wiesbaden Gmbh & Co. Kg Gleitlagerbuchse und Verfahren zur Herstellung einer Gleitlagerbuchse
DE10333591B4 (de) * 2003-07-24 2005-10-13 Federal-Mogul Wiesbaden Gmbh & Co. Kg Fließer zum Aufbringen einer Flüssigkeit, insbesondere einer Metallschmelze auf ein Substrat
DE10333589B9 (de) * 2003-07-24 2010-06-10 Federal-Mogul Wiesbaden Gmbh & Co. Kg Verfahren zur Herstellung eines bandförmigen Verbundwerkstoffes für die Gleitlagerherstellung und Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens
DE10333590B4 (de) * 2003-07-24 2005-10-13 Federal-Mogul Wiesbaden Gmbh & Co. Kg Gießkammer für ein Verfahren zur Herstellung eines bandförmigen Verbundwerkstoffes
DE10343618B3 (de) * 2003-09-20 2004-11-04 Ks Gleitlager Gmbh Gleitlagerverbundwerkstoff
DE10355547A1 (de) * 2003-11-21 2005-06-23 Ks Gleitlager Gmbh Gleitlagerverbundwerkstoff mit aufgesputterter Gleitschicht
DE10360818A1 (de) * 2003-12-23 2005-07-21 Ks Gleitlager Gmbh Gleitlagerverbundwerkstoff
US7050880B2 (en) * 2003-12-30 2006-05-23 Sc Solutions Chemical-mechanical planarization controller
DE102004013548A1 (de) * 2004-03-19 2005-10-06 Ks Gleitlager Gmbh Kolbenbolzenbuchse
AT501676B1 (de) * 2004-06-02 2007-01-15 Miba Gleitlager Gmbh Verfahren zum herstellen eines schichtverbundwerkstoffes
AT501701B1 (de) 2004-06-02 2007-01-15 Miba Gleitlager Gmbh Verfahren zum herstellen eines schichtverbundwerkstoffes
AT414128B (de) 2004-08-03 2006-09-15 Miba Gleitlager Gmbh Aluminiumlegierung für tribologisch beanspruchte flächen
DE102004038191A1 (de) * 2004-08-06 2006-03-16 Ks Gleitlager Gmbh Gleitlagerverbundwerkstoff
CA2514491C (en) * 2004-09-17 2012-07-03 Sulzer Metco Ag A spray powder
DE102004045110B3 (de) * 2004-09-17 2006-01-19 Daimlerchrysler Ag Hochverschleißfeste und dauerfeste Lagerbeschichtung für Kurbelwellen- und Pleuellager
RU2295423C2 (ru) * 2005-05-03 2007-03-20 Институт проблем сверхпластичности металлов Российской академии наук Способ получения антифрикционного слоя подшипника скольжения
DE102005023307B4 (de) * 2005-05-13 2009-05-07 Federal-Mogul Wiesbaden Gmbh Gleitlagerverbundwerkstoff, Verwendung und Herstellungsverfahren
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
DE102005023309B4 (de) * 2005-05-13 2009-10-01 Federal-Mogul Wiesbaden Gmbh Gleitlagerverbundwerkstoff, Verwendung und Herstellungsverfahren
DE102006023397B4 (de) * 2006-05-17 2015-02-05 Man Diesel & Turbo, Filial Af Man Diesel & Turbo Se, Tyskland Gleitlager, Verfahren zur Herstellung sowie Verwendung eines derartigen Gleitlagers
DE102006023384A1 (de) * 2006-05-17 2007-11-22 Sms Demag Ag Verwendung eines Gleitlagers
DE102007029470A1 (de) * 2007-06-26 2009-01-02 Mahle International Gmbh Verfahren zur Herstellung von Gleitlagern sowie mit diesem Verfahren herstellbare Gleitlager
CN101876326B (zh) * 2009-11-16 2012-07-25 武汉理工大学 电扇复合材料轴承套及其制备方法
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
CN101954474B (zh) * 2010-08-06 2012-06-13 西安理工大学 铜铅合金/钢双金属层状复合材料的制备方法
CN107848257B (zh) 2015-08-13 2020-05-05 米巴滑动轴承奥地利有限公司 多层滑动轴承元件
CN105127369A (zh) * 2015-09-10 2015-12-09 安庆银泰轴承有限公司 一种空调轴承内套的铸造工艺
CN106224370A (zh) * 2016-08-31 2016-12-14 诸暨市三传动科技有限公司 一种钢挂铜双金属项圈轴承
AT518876B1 (de) * 2016-12-07 2018-02-15 Miba Gleitlager Austria Gmbh Verfahren zur Herstellung eines Mehrschichtgleitlagerelementes
CN106887547B (zh) * 2017-02-28 2019-05-14 广东润盛科技材料有限公司 铝锰合金动力电池壳体及其制备方法
US11466728B2 (en) 2018-03-21 2022-10-11 Tenneco Inc. Bearing and method of manufacturing permitting high temperature heat treatment
DE102020002524A1 (de) 2020-04-25 2021-10-28 Wieland-Werke Aktiengesellschaft Mangan- und aluminiumhaltige Kupfer-Zink-Legierung

Family Cites Families (24)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE17660C (de) J. GALLAUDAT in Lausanne Maschinentheiler für Kugellöcher
DE1714C (de) 1877-07-13 1900-01-01 A. CRIENITZ in Wünschendorf b. Weida Maschine zur Anfertigung von Papiersäcken
SU13058A1 (ru) * 1926-08-31 1930-03-31 Акц. общ. Металлбанк и Металлургическое общ. Подшипникова латунь
DE1063343B (de) * 1956-01-21 1959-08-13 Glyco Metall Werke Verfahren und Vorrichtung beim ununterbrochenen Angiessen von Metallegierungen, insbesondere Bleibronze, an Stahlbaender
DE1187805B (de) * 1960-03-24 1965-02-25 Dr Eugen Vaders Doppelmetall-Lagerschale
DE1842279U (de) * 1961-09-28 1961-11-23 Schmalbach Ag J A Eindruckdeckel.
CH604960A5 (pl) 1974-11-01 1978-09-15 Erik Allan Olsson
DE3906402C2 (de) * 1987-09-03 1994-05-05 Glyco Metall Werke Schichtwerkstoff für Gleitlagerelemente, z.B. Radialgleitlager bzw. Axialgleitlager
IT1215841B (it) * 1988-02-10 1990-02-22 Emilio Ghisoni Revolver a canna ribassata.
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
JP2866384B2 (ja) * 1988-11-04 1999-03-08 オイレス工業株式会社 耐摩耗性を有する摺動部材用アルミニウム青銅鋳物
DE3938234A1 (de) * 1988-11-19 1990-05-31 Glyco Metall Werke Verfahren und vorrichtung zur herstellung eines schichtwerkstoffes fuer gleitelemente
DE4004703C2 (de) * 1989-03-01 1994-01-27 Glyco Metall Werke Schichtwerkstoff für Gleitlagerelemente mit Antifriktionsschicht aus einem Lagerwerkstoff auf Aluminium-Basis
JPH04504229A (ja) * 1989-11-17 1992-07-30 グリコ・アクチェンゲゼルシャフト 滑り要素の層材料の製造方法及びその装置
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
JPH0694036A (ja) * 1992-09-11 1994-04-05 Daido Metal Co Ltd 耐フレッチング特性に優れた多層すべり軸受
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
DE4240157A1 (de) * 1992-11-30 1994-06-01 Chuetsu Metal Works Synchronisierring mit einer Spritzbeschichtung aus einem verschleißbeständigen Messingmaterial
DE4316755A1 (de) * 1993-05-19 1994-11-24 Metallgesellschaft Ag Zink-Aluminium-Gußlegierung
JP2693369B2 (ja) * 1993-12-28 1997-12-24 大同メタル工業株式会社 多層構造エンドベアリング及びその製造方法
DE4411762A1 (de) * 1994-04-06 1995-10-12 Kolbenschmidt Ag Gleitlagerwerkstoff
DE4437565A1 (de) 1994-10-20 1996-04-25 Fuerstlich Hohenzollernsche We Lagerwerkstoff aus einer Legierung auf Kupfer-Basis und Verfahren zur Herstellung eines Stahlverbundgußwerkstoffes umfassend einen solchen Lagerwerkstoff
DE4442186C2 (de) * 1994-11-26 1999-03-04 Glyco Metall Werke Schichtwerkstoff und Verfahren zu seiner Herstellung
DE19654953A1 (de) * 1996-06-01 1998-03-26 Glyco Metall Werke Schichtwerkstoff für Gleitelemente

Also Published As

Publication number Publication date
SK118399A3 (en) 2000-05-16
CZ302099A3 (cs) 2000-07-12
DE19801074A1 (de) 1999-07-22
DE19861160C1 (de) 2001-12-06
CN1250401A (zh) 2000-04-12
PL335583A1 (en) 2000-05-08
AT411229B (de) 2003-11-25
DE19861160C5 (de) 2005-05-25
ES2198785T5 (es) 2008-02-01
ES2198785T3 (es) 2004-02-01
EP0966333B2 (de) 2007-08-29
KR20000076043A (ko) 2000-12-26
SK284335B6 (sk) 2005-02-04
TR199902050T1 (xx) 2004-12-21
ATE238863T1 (de) 2003-05-15
EP0966333A1 (de) 1999-12-29
RU2218277C2 (ru) 2003-12-10
CN1094079C (zh) 2002-11-13
EP0966333B1 (de) 2003-05-02
US6273972B1 (en) 2001-08-14
BR9808259A (pt) 2000-05-16
JP2001516285A (ja) 2001-09-25
DE19801074C2 (de) 2002-01-31
DE59808162D1 (de) 2003-06-05
KR100538977B1 (ko) 2005-12-26
ATA901798A (de) 2003-04-15
CZ295510B6 (cs) 2005-08-17
WO1999036210A1 (de) 1999-07-22

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CZ302099A3 (cs) Kompositní vrstvený materiál pro kluzné elementy a způsob jeho výroby
KR950005846B1 (ko) 고속엔진용 다층 슬라이딩 재료 및 이들의 제조방법
CN107848257B (zh) 多层滑动轴承元件
US4189525A (en) Bearing metal for large engines
CN102878204A (zh) 多层轴瓦
CN103443306B (zh) 滑动轴承复合材料
CN105316532B (zh) 用于多层结构滑动轴承的铝合金‑钢双金属材料制造方法
KR20190029532A (ko) 구리-니켈-주석 합금, 그의 제조 방법 및 용도
KR920006664B1 (ko) 다층 미끄럼 재료
KR20190030660A (ko) 구리-니켈-주석 합금, 그의 제조 방법 및 용도
US20230003255A1 (en) Method for producing a sliding layer of a sliding-contact bearing using an alloy and/ or a material
KR940002689B1 (ko) 알루미늄계 베어링 재료의 제조방법
Gupta et al. Effect of interfacial characteristics on the failure-mechanism mode of a SiC reinforced A1 based metal-matrix composite
JP3754315B2 (ja) 複層摺動材料
JPS6096741A (ja) すべり軸受およびその製造方法
KR102471381B1 (ko) 알루미늄 베어링 금속층을 포함하는 슬라이딩 베어링 복합재료
WO2008003965A1 (en) Aluminium bearing alloy aluminiumlagerlegierung
Jojith et al. Sliding wear studies on heat-treated functionally graded Cu–Ni–Si/TiC composite
Totten Friction and Wear of Sliding Bearing Materials
CN113441701A (zh) 厚壁铝基双金属轴承的制造方法及厚壁铝基双金属轴承
Ogita et al. Improvement of aluminium-lead bearings
JPH02190497A (ja) すべり軸受材ならびにその製造法
CN113638967A (zh) 厚壁铝基双金属轴承及制作方法
Ono et al. Lead-free bearing material for highly loaded engines
CN106636766B (zh) 一种耐磨Er/Zr复合微合金化铝锡轴瓦合金

Legal Events

Date Code Title Description
LAPS Decisions on the lapse of the protection rights

Effective date: 20071124