RU2613640C1 - Подшипник со слоем скольжения - Google Patents
Подшипник со слоем скольжения Download PDFInfo
- Publication number
- RU2613640C1 RU2613640C1 RU2015145522A RU2015145522A RU2613640C1 RU 2613640 C1 RU2613640 C1 RU 2613640C1 RU 2015145522 A RU2015145522 A RU 2015145522A RU 2015145522 A RU2015145522 A RU 2015145522A RU 2613640 C1 RU2613640 C1 RU 2613640C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- tin
- copper
- bearing
- sliding layer
- content
- Prior art date
Links
Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
- C22C—ALLOYS
- C22C13/00—Alloys based on tin
- C22C13/02—Alloys based on tin with antimony or bismuth as the next major constituent
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
- F16C—SHAFTS; FLEXIBLE SHAFTS; ELEMENTS OR CRANKSHAFT MECHANISMS; ROTARY BODIES OTHER THAN GEARING ELEMENTS; BEARINGS
- F16C33/00—Parts of bearings; Special methods for making bearings or parts thereof
- F16C33/02—Parts of sliding-contact bearings
- F16C33/04—Brasses; Bushes; Linings
- F16C33/06—Sliding surface mainly made of metal
- F16C33/12—Structural composition; Use of special materials or surface treatments, e.g. for rust-proofing
-
- 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
Landscapes
- Sliding-Contact Bearings (AREA)
- Shafts, Cranks, Connecting Bars, And Related Bearings (AREA)
Abstract
Изобретение относится к подшипнику со слоем скольжения и способу его получения. Подшипник со слоем скольжения состоит из формообразующего корпуса, с нанесенным антифрикционным подшипниковым сплавом на основе меди или алюминия и гальваническим слоем скольжения, который включает в себя матрицу из твердого раствора олова и сурьмы в количестве 0,5…4,5 вес.%, содержащую включения медно-оловянных частиц соединения Cu6Sn5 при общем содержании меди в сплаве 2…25 вес.%. Содержание примеси свинца не более 0,35% и общее содержание примесей остальных элементов не более 1%. Технический результат: создание подшипника со слоем скольжения с улучшенными рабочими свойствами.
Description
Изобретение относится к машиностроению и, в частности, к подшипникам со слоем скольжения, например, для двигателей внутреннего сгорания.
Необходимые для длительной и надежной работы свойства слоя скольжения подшипников известны и включают, в частности, следующие основные требования:
- усталостная прочность, выражающаяся в способности выдерживать знакопеременные нагрузки во всем диапазоне рабочих температур;
- хорошие триботехнические свойства, включая низкий коэффициент трения в условиях смешанной и граничной смазки;
- высокая сопротивляемость задирам в условиях кратковременных нарушений режима жидкостного трения за цикл работы двигателя или нарушений маслоснабжения;
- высокая износостойкость материала подшипника и способность в минимальной степени изнашивать и повреждать шейки коленчатого вала в аварийных режимах;
- способность удерживать посторонние частицы, находящиеся в смазочном материале, без повреждения поверхности шейки коленчатого вала;
- высокая коррозионная стойкость в среде смазочного масла;
- способность хорошо прирабатываться и компенсировать допустимые неточности изготовления и сборки;
- технологичность и невысокая стоимость изготовления за счет использования высокотехнологичного и производительного современного оборудования, а также постоянного совершенствования технологии изготовления;
- невысокая стоимость материалов подшипника.
Известен многослойный материал для подшипников скольжения (например, патент RU 2247658, 28.12.1999 г.) с несущим слоем, слоем подшипникового сплава, первым промежуточным слоем из никеля, вторым промежуточным слоем из олова и никеля, а также слоем скольжения из меди и олова.
При этом слой скольжения имеет матрицу из олова, включающую медно-оловянные частицы, состоящие на 39-55 вес.% из меди, и остальное олово. По данному патенту под действием рабочих нагрузок и температур олово из матрицы слоя скольжения диффундирует во второй промежуточный слой олово-никель, при этом толщина слоя скольжения уменьшается, а следовательно, в нем увеличивается концентрация относительно твердых медно-оловянных частиц и в соответствии с правилом Шарли повышается его прочность.
К недостаткам данной конструкции относятся:
относительно невысокая прочность чистого олова, используемого в качестве матрицы слоя скольжения, и склонность чистого олова к превращению в α-фазу («оловянной чуме») при пониженных температурах;
- длительный процесс диффузии олова во второй промежуточный слой при рабочей температуре подшипника (около 120°C). Как указывается в патенте, заметные результаты диффузии появляются после 1000 часов работы двигателя, а следовательно, в первоначальный длительный период работы двигатель не может работать на полной мощности во избежание усталостного повреждения слоя скольжения подшипников;
- при диффузии олова из слоя скольжения во второй промежуточный слой толщина его уменьшается, а второго промежуточного слоя (олово-никель) увеличивается. Поэтому при износе слоя скольжения работа поверхности шейки коленчатого вала будет происходить по второму промежуточному слою, который имеет значительную толщину и относительно высокую твердость (700 HV), но не обладает необходимыми для надежной работы антифрикционными свойствами. Это может приводить к повышенному износу и задиру подшипника.
Наиболее близким к предлагаемому изобретению по технической сущности и решаемой задаче является элемент скольжения по патенту RU 2456486, 12.09.2008 г. со слоем скольжения, образованным из сплава с компонентами олова, сурьмы и меди, доля которых составляет, вес.%:
сурьма | 5-20% |
медь | 0,5-20% |
остальное | олово |
причем содержание свинца составляет не более 0,7%, а полное содержание прочих компонентов не более 0,5%.
Из этого же изобретения также известен способ получения элемента скольжения со слоем скольжения из сплава с компонентами олово, сурьма, медь путем электролитического осаждения на формообразующий корпус.
Недостатками упомянутого изобретения являются повышенное допустимое содержание свинца (до 0,7%), что приводит к образованию легкоплавкой перитектики с температурой плавления 182°C, понижающей механическую прочность сплава при повышенных температурах (Рудницкий Н.М. «Материалы автотракторных подшипников скольжения». М.: Машиностроение, 1965 г. С. 43), наличие в структуре сплава с содержанием сурьмы свыше 7,5% твердых и хрупких частиц SbSn, вызывающих повышенный износ шеек вала, а также сложный и чувствительный к составу электролита и режимам нанесения способ электролитического осаждения трехкомпонентного сплава слоя скольжения.
Целью настоящего изобретения является повышение за счет оптимизации структуры материала слоя скольжения подшипника его прочности и способности сопротивляться усталостному разрушению, повышение износостойкости слоя скольжения и его способности в минимальной степени изнашивать и повреждать шейки коленчатого вала, повышение способности хорошо прирабатываться и компенсировать допустимые неточности изготовления и сборки.
Для достижения этой цели предлагается подшипник со слоем скольжения, состоящий из формообразующего корпуса, с нанесенным антифрикционным подшипниковым сплавом на основе меди или алюминия и гальваническим слоем скольжения. Слой скольжения подшипника выполняется из материала, содержащего олово, сурьму и медь, причем в отличие от аналогов олово с сурьмой в количестве 0,5…4,5 вес.% образуют матрицу в виде твердого раствора, а медь образует с оловом соединение Cu6Sn5, распределенное в этой матрице в виде более твердых медно-оловянных частиц при общем содержании меди в сплаве 2…25 вес.%, причем содержание примеси свинца составляет не более 0,35% и общее содержание примесей остальных элементов не более 1%. Общее содержание примесей остальных элементов в составе оловянистых баббитов ограничено величиной около 1% в соответствии с требованиями Американского общества автомобильных инженеров (Рудницкий Н.М. «Материалы автотракторных подшипников скольжения», М., с. 45, табл. 5).
Как известно (Рудницкий Н.М. «Материалы автотракторных подшипников скольжения», М., с. 42), добавление сурьмы и меди повышает прочностные свойства олова, однако при слишком большом содержании этих элементов значительно увеличивается хрупкость сплава. Поэтому в предлагаемом изобретении содержание сурьмы находится в пределах 0,5…4,5%, что позволяет повысить прочность матрицы слоя скольжения, избежать образования хрупких и твердых частиц SnSb, а также исключить возможность перехода чистого олова в α-фазу («оловянную чуму»). Медь в данном сплаве, в количестве, начиная с 2%, в соответствии с диаграммой состояния сплава олово-сурьма-медь (Рудницкий Н.М. «Материалы автотракторных подшипников скольжения», М.: Машиностроение, 1965 г. С. 39) образует частицы Cu6Sn5 в твердом растворе олова с сурьмой, что повышает твердость, а следовательно, прочность и износостойкость слоя скольжения подшипника. Содержание меди может колебаться в пределах от 2 до 25% в зависимости от нагрузок, воспринимаемых слоем скольжения и необходимых для данных условий антифрикционных свойств.
Технический результат изобретения - создание подшипника со слоем скольжения с улучшенными рабочими свойствами.
Claims (1)
- Подшипник со слоем скольжения, состоящий из формообразующего корпуса, с нанесенным антифрикционным подшипниковым сплавом на основе меди или алюминия и гальваническим слоем скольжения, выполненным из материала, содержащего олово, сурьму и медь, отличающийся тем, что олово с сурьмой в количестве 0,5…4,5 вес.% образуют матрицу в виде твердого раствора, а медь образует с оловом соединение Cu6Sn5, распределенное в этой матрице в виде более твердых медно-оловянных частиц при общем содержании меди в сплаве 2…25 вес.%, причем содержание примеси свинца не превышает 0,35% и общее содержание примесей остальных элементов не превышает 1%.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2015145522A RU2613640C1 (ru) | 2015-10-23 | 2015-10-23 | Подшипник со слоем скольжения |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2015145522A RU2613640C1 (ru) | 2015-10-23 | 2015-10-23 | Подшипник со слоем скольжения |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2613640C1 true RU2613640C1 (ru) | 2017-03-21 |
Family
ID=58452945
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2015145522A RU2613640C1 (ru) | 2015-10-23 | 2015-10-23 | Подшипник со слоем скольжения |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2613640C1 (ru) |
Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE8206353U1 (de) * | 1982-03-06 | 1983-05-05 | Glyco-Metall-Werke Daelen & Loos Gmbh, 6200 Wiesbaden | Gleitlagerschale mit gleitschicht aus weissmetall-legierung auf zinn-basis |
RU2105076C1 (ru) * | 1994-11-12 | 1998-02-20 | Электро-Термит Гмбх | Антифрикционный сплав для подшипников скольжения |
RU2240880C2 (ru) * | 1999-02-09 | 2004-11-27 | Смс Шлеманн - Зимаг Акциенгезелльшафт | Подшипник скольжения |
RU2247658C2 (ru) * | 1999-12-28 | 2005-03-10 | Федерал-Могул Висбаден Гмбх | Многослойный материал для подшипников скольжения |
RU2456486C2 (ru) * | 2007-09-14 | 2012-07-20 | Цоллерн Бхв Гляйтлагер Гмбх Унд Ко.Кг | Элемент скольжения и способ его получения |
-
2015
- 2015-10-23 RU RU2015145522A patent/RU2613640C1/ru active
Patent Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE8206353U1 (de) * | 1982-03-06 | 1983-05-05 | Glyco-Metall-Werke Daelen & Loos Gmbh, 6200 Wiesbaden | Gleitlagerschale mit gleitschicht aus weissmetall-legierung auf zinn-basis |
RU2105076C1 (ru) * | 1994-11-12 | 1998-02-20 | Электро-Термит Гмбх | Антифрикционный сплав для подшипников скольжения |
RU2240880C2 (ru) * | 1999-02-09 | 2004-11-27 | Смс Шлеманн - Зимаг Акциенгезелльшафт | Подшипник скольжения |
RU2247658C2 (ru) * | 1999-12-28 | 2005-03-10 | Федерал-Могул Висбаден Гмбх | Многослойный материал для подшипников скольжения |
RU2456486C2 (ru) * | 2007-09-14 | 2012-07-20 | Цоллерн Бхв Гляйтлагер Гмбх Унд Ко.Кг | Элемент скольжения и способ его получения |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
JP5861184B2 (ja) | アンチフレッチング層を有する多層ラジアル軸受 | |
US6254701B1 (en) | Copper alloy and sliding bearing having improved seizure resistance | |
JP6326426B2 (ja) | 滑り軸受複合材料 | |
CN101680482A (zh) | 滑动轴承 | |
JP3249774B2 (ja) | 摺動部材 | |
US20020192490A1 (en) | Sliding bearing for internal combustion engine | |
GB2270721A (en) | Bearings. | |
EP2558620A1 (de) | Antifrettingschicht | |
JPH01316514A (ja) | 多層摺動材料 | |
US5489487A (en) | Cu-Pb alloy bearing | |
EP0120553B1 (en) | Bearing having nickel-tin-copper barrier layer | |
US6357919B1 (en) | Plain bearing | |
WO2012017860A1 (ja) | 保持器付きころ、保持器付きころ軸受および保持器 | |
JPH06322462A (ja) | 耐腐蝕性に優れた銅鉛軸受合金材料及びその製造方法 | |
US10202702B2 (en) | Sliding engine component | |
RU2613640C1 (ru) | Подшипник со слоем скольжения | |
US5387461A (en) | Sliding-bearing material | |
US6740426B2 (en) | Sliding member with composite plating film | |
JPH03215642A (ja) | 非焼付性、耐摩耗性および耐蝕性に優れた摺動用銅基合金 | |
RU2626790C1 (ru) | Подшипник со слоем скольжения | |
KR102278654B1 (ko) | 다층 미끄럼 베어링 | |
JP2006105265A (ja) | 銅合金系すべり軸受 | |
JPS6220915A (ja) | 平軸受 | |
CN107636330B (zh) | 滑动轴承和方法 | |
CN103361638B (zh) | 内燃机 |