WO2018039693A1 - Verfahren zur herstellung eines mehrschichtgleitlagerelementes - Google Patents

Verfahren zur herstellung eines mehrschichtgleitlagerelementes Download PDF

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WO2018039693A1
WO2018039693A1 PCT/AT2017/060209 AT2017060209W WO2018039693A1 WO 2018039693 A1 WO2018039693 A1 WO 2018039693A1 AT 2017060209 W AT2017060209 W AT 2017060209W WO 2018039693 A1 WO2018039693 A1 WO 2018039693A1
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layer
laser
degreasing
support layer
sliding bearing
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Inventor
Manfred Kienberger
Markus LEEB
Original Assignee
Miba Gleitlager Austria Gmbh
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    • F16C2300/02—General use or purpose, i.e. no use, purpose, special adaptation or modification indicated or a wide variety of uses mentioned

Definitions

  • the invention relates to a method for producing a multi-layer sliding bearing element having a support layer made of a metal having an inner side and a rear side, after which at least one further layer is applied to the inside of the support layer and degreased the back of the support layer and / or the inside and thereafter machined, in particular to increase the dimensional accuracy machined, is.
  • Multilayer plain bearings and their production are described many times in the prior art. In the simplest case, these are two-layer bearings in which a running layer is arranged on a support layer, which mostly consists of steel. However, embodiments are also known which have more than two layers.
  • the object of the present invention is to provide an improved degreasing process for the production of multilayer plain bearings.
  • the object of the invention is achieved in the method mentioned at the outset by carrying out the degreasing by sweeping the entire surface of the back or the inside with a laser, this degreasing being carried out without removal of metal of the support layer and without changing the microstructure of the support layer ,
  • the advantage here is that the laser degreasing can be automated, so that the degreasing of the back support layer can be performed with consistent quality.
  • the laser degreasing has the advantage that the heat input takes place only in relatively small areas or no heat input, whereby the material of the support metal layer better protected against changes and dimensional accuracy of the multi-layer sliding bearing element can be improved. In particular, structural changes due to the heat input into the support layer can thus be avoided.
  • the degreasing is carried out by cell-shaped sweeping of the rear side or the inside of the support layer with the laser in processing paths, wherein the processing paths overlap one another. It can be further increased by the overlap process reliability.
  • the degreasing of the back or the inside of the support layer is carried out at a distance from the laser, which is smaller than the focus of the laser. It can thus be avoided that the laser leaves traces, for example in the form of a pattern due to the line-shaped sweeping, on the back of the support layer, which could disturb the subsequent processing steps of the surface. The prevention of removal of the material of the support layer can thus be achieved more easily.
  • the back or the inside of the support layer only after degreasing with the laser by brushing loose contaminants, such as chips, is released.
  • the advantage of degreasing with the laser is particularly clear, since the brush longer oil and grease-free so that the loose contaminants can be better removed from the surface of the support layer.
  • the multi-layer sliding bearing element can be designed in the form of a half-shell, and in this case forms, together with at least one further sliding bearing element, a sliding bearing, as is known per se. It is also possible that the multi-layer sliding bearing element is designed as a sliding bearing bushing (in this case, the multi-layer sliding bearing element is at the same time the plain bearing) or as a thrust ring. There is also the possibility of another division, for example a third division, so that the multilayer sliding bearing element is combined with two further sliding bearing elements to form a sliding bearing, wherein at least one of the two further sliding bearing elements can also be formed by the multilayer sliding bearing element.
  • the multi-layer sliding bearing element does not cover an angular range of 180 ° but an angular range of 120 °. But there is also the possibility that at least one of the at least one further sliding bearing elements is formed by the multi-layer sliding bearing element.
  • the multi-layer sliding bearing element is intended for use in the engine industry or in engines.
  • a multilayer sliding bearing element which is degreased in the course of its production by the method according to the invention, has at least one support view and at least one running layer. It should be mentioned at this point that the term "degreasing” is understood to mean both the removal of at least one grease per se and the removal of at least one oil, which are fats and oils, as in the manufacture of multilayer plain bearing elements are commonly used.
  • dirt can be removed.
  • This dirt can also be present in the form of typical deposits of processing fluids from previous processing steps.
  • the processing fluids also include, but are not limited to, coolants, machining oils, drilling emulsions, etc.
  • the deposits may also be of a salt or other solid nature.
  • the support layer forms the so-called rear side metal, which faces a bearing receptacle, in which the multi-layer sliding bearing element is received during operation.
  • this back-side metal layer forms the radially outer layer, provided no antifretting layer is intended to prevent damage to a sliding bearing due to micromovements between the bearing mount and the multi-layer sliding bearing element.
  • the support layer consists of a steel.
  • other known metallic materials such as e.g. a bronze, to be used.
  • the running layer is that layer which, during operation, is in contact with the component to be supported, ie in particular a shaft, unless an additional so-called flash is applied which, for example, serves for the inlet of the multi-layer sliding bearing.
  • the multilayer sliding bearing element may also have more than two layers.
  • a bearing metal layer and / or at least one bonding layer and / or at least one diffusion barrier layer can be arranged between the backing layer and the running layer.
  • a planar substrate is produced from the material for the support layer and the running layer is arranged thereon, optionally with the interposition of at least one intermediate layer, from which the composite material is produced.
  • these include, for example, the classical methods such as roll cladding, cast cladding, sintering. From this blank is then formed by forming the multi-layer sliding bearing element.
  • there are also methods in which the deformation of the blank is carried out before the deposition of the material for the running layer. These include, for example, galvanic deposition and PVD processes, such as sputtering.
  • the support layer is formed by the component itself, that is, for example, a connecting rod, in particular in the region of its connecting rod eye.
  • the running layer is then applied by direct coating of the connecting rod.
  • a mechanical processing or reworking in the course of the production of the multi-layer sliding bearing element may be required in order to provide the desired or required geometry with the lowest possible tolerances can.
  • these are mostly machining operations, such as fine boring or impact-broaching.
  • These mechanical operations use coolants in the form of oils or oily liquids to protect the tools from overheating and thus extend tool life.
  • the materials for the individual layers or composites thereof may come into contact with fats in the processing machines during the manufacturing process of the multi-layer sliding bearing element.
  • the fats and oils are known to be removed again. This also applies in particular to the rear side of the support layer, that is to say that surface of the support layer which does not face the running layer but faces away from it, ie in particular the radially outer one Surface of the supporting layer. But it may also require the inside of the support layer of a degreasing.
  • the degreasing is carried out after the machining and before a further mechanical treatment, in particular for the removal of the chips (which occur, for example, during fine boring).
  • the removal of the chips is preferably carried out by brushing.
  • brushing is performed exclusively after degreasing.
  • the laser degreasing is preferably carried out before mechanical processing to remove loose contaminants on the surface of the Mehrschi cht- gleitlagerijnides to be degreased.
  • the entire surface ie in particular the entire back o- of the entire inside of the support layer, traveled with the laser, so so the Laser in the course of degreasing every point of the surface at least once passes.
  • the sweeping of the surface with the laser can be linear.
  • the surface is reduced in the form of a dot matrix (relative to the focal point of the laser). It is advantageous if the surface to be degreased lies outside the focal point of the laser, for which purpose the distance between the surface and the laser is smaller or larger than the focal length. As a result, the surface is not punctured by the laser, but in the form of a circle or an ellipse, depending on the position of the laser occupies the surface.
  • the distance between the surface and the laser ie, the exit of the light beam from the laser
  • the focal length selected from a range of 0.5 mm to 20 mm, in particular from a range of 2mm to 5mm.
  • the distances of the points of said dot pattern are chosen in particular such that the areas covered by the laser per dot adjoin one another or overlap one another. These distances result from the distance between the laser and the surface. The shorter this is, the farther the dots can be apart, as this cuts a larger area of the laser beam from the surface.
  • the distance between the laser and the surface to be degreased can be selected such that the focal point lies below the support layer, ie outside.
  • the degreasing by means of laser is carried out without removal of the metal from which the support layer. Furthermore, this laser degreasing is performed so that no change in the structure of the support layer takes place. Further, the degreasing can also be carried out such that no compounds with a constituent of the material of the support layer, such as oxides, are removed by the laser.
  • laser pulses are used to carry out the degreasing.
  • the number of pulses are high and the pulse duration selected short, whereby a thermal load on the surface to be degreased can be avoided.
  • the pulse rate can vary between 100 kH and 200 kH.
  • the area performance is dependent on the pulse frequency and the distance (preferably between 0.1 mm and 0.3 mm) of the individual laser spots on the surface to be degreased. For example, at 100W laser output the max. Pulse energy 1 mJ and the pulse power 10 kw
  • the pulse strength and pulse duration of the laser are kept constant throughout the degreasing of the surface.
  • the degreasing of the support layer is preferably operated with a power between 100 W and 200 W. If higher surface power is required in a shorter time, a stronger laser power is required.
  • the degreasing is performed by cell-shaped sweeping the back of the support layer with the laser in processing paths, wherein the processing paths overlap each other.
  • the overlapping area can be selected from 1% to 50%% of the width of a processing path. All processing tracks preferably have the same width.

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Abstract

Verfahren zur Herstellung eines Mehrschichtgleitlagerelementes mit einer Stützschicht aus einem Metall, die eine Innenseite und eine Rückseite aufweist, nach dem auf die Innenseite der Stützschicht zumindest eine weitere Schicht aufgebracht wird und die Rückseite der Stützschicht und/oder die Innenseite entfettet und danach bearbeitet, insbesondere zur Erhöhung der Maßgenauigkeit mechanisch bearbeitet, wird, wobei die Entfettung durch überstreichen der gesamten Fläche der Rückseite oder der Innenseite mit einem Laser durchgeführt wird, wobei diese Entfettung ohne Abtrag von Metall der Stützschicht und ohne Änderung des Gefüges der Stützschicht durchgeführt wird.

Description

Verfahren zur Herstellung eines Mehrschichtgleitlagerelementes
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung eines Mehrschichtgleitlagerelementes mit einer Stützschicht aus einem Metall, die eine Innenseite und eine Rückseite aufweist, nach dem auf die Innenseite der Stützschicht zumindest eine weitere Schicht aufgebracht wird und die Rückseite der Stützschicht und/oder die Innenseite entfettet und danach bearbeitet, insbesondere zur Erhöhung der Maßgenauigkeit mechanisch bearbeitet, wird. Mehrschichtgleitlager und deren Herstellung sind im Stand der Technik vielfach beschrieben. Im einfachsten Fall handelt es sich um Zweischichtlager, bei denen auf einer Stützschicht, die zumeist aus Stahl besteht, eine Laufschicht angeordnet ist. Es sind aber auch Ausführungsvarianten bekannt, die mehr als zwei Schichten aufweisen. Bei der Herstellung dieser Mehrschichtgleitlager sind häufig Umformprozesse und damit verbunden auch mechanische Bearbeitungen von Oberflächen, wie Feinbohren oder Stoß-Räumen, erforderlich, um vorgegebenen Geometrien der Mehrschichtgleitlager einhalten zu können. Dies trifft auch auf die Stützschicht, die sogenannte Rückenmetallschicht, zu. Häufig besteht diese aus einem Stahl, es können aber auch andere Werkstoffe, wie Bronzen, verwendet werden.
Um die Werkzeuge möglichst zu schonen, die Spanngenauigkeit zu verbessern oder um Teilebeschädigungen zu vermeiden, müssen Oberflächen von Verunreinigungen aus vorangegangenen Arbeits schritten entfernt werden, so auch Öle und Fette. Bislang werden dazu Lösungs- mittel verwendet, die häufig auch manuell mittels entsprechenden Tüchern aufgetragen werden. Diese herkömmlichen Entfettungsmethoden sind aber aufgrund der sehr geringen Prozessqualität durch sehr rasch verschmutzende Tücher und den damit verbundenen verringerten Reinigungseffekt problematisch. Nicht zuletzt sind Lösungsmittels an sich für die Gesundheit problematisch.
Die Aufgabe vorliegender Erfindung besteht darin, ein verbessertes Entfettungsverfahren für die Herstellung von Mehrschichtgleitlagern bereitzustellen. Die Aufgabe der Erfindung wird bei dem Eingangs genannten Verfahren dadurch gelöst, dass die Entfettung durch überstreichen der gesamte Fläche der Rückseite oder der Innenseite mit einem Laser durchgeführt wird, wobei diese Entfettung ohne Abtrag von Metall der Stützschicht und ohne Änderung des Gefüges der Stützschicht durchgeführt wird.
Von Vorteil ist dabei, dass die Laserentfettung automatisiert werden kann, sodass die Entfettung der Stützschichtrückseite mit gleichbleibender Qualität durchgeführt werden kann.
Durch das Verdampfen der Fette und Öle sind dabei auch keine Lösungsmittel mehr erforderlich, sodass auch keine Rückstände von Lösungsmittel auf oder in der Stützschicht verbleiben. Im Vergleich mit anderen möglichen Entfettungsmethoden mit höherer Temperatur hat die Laserentfettung den Vorteil, dass der Wärmeeintrag nur in jeweils relativ kleinen Bereichen oder kein Wärmeeintrag erfolgt, wodurch der Werkstoff der Stützmetallschicht besser vor Veränderungen geschützt und die Maßhaltigkeit des Mehrschichtgleitlagerelementes verbessert werden kann. Insbesondere können damit auch Gefügeveränderungen aufgrund des Wär- meeintrags in die Stützschicht vermieden werden.
Nach einer Ausführungsvariante des Verfahrens kann vorgesehen sein, dass die Entfettung durch zellenförmiges Überstreichen der Rückseite oder der Innenseite der Stützschicht mit dem Laser in Bearbeitungsbahnen durchgeführt wird, wobei die Bearbeitungsbahnen einander überlappen. Es kann durch die Überlappung die Prozesssicherheit weiter erhöht werden.
Bevorzugt erfolgt die Entfettung der Rückseite oder der Innenseite der Stützschicht mit einem Abstand zum Laser, der kleiner ist als der Fokus des Lasers. Es kann damit vermieden werden, dass der Laser Spuren, beispielsweise in Form eines Musters aufgrund des zeilenförmi- gen Überstreichens, auf der Rückseite der Stützschicht hinterlässt, die nachfolgende Bearbeitungsschritte der Oberfläche stören könnten. Die Verhinderung von Abtrag des Werkstoffes der Stützschicht kann damit einfacher erreicht werden.
Nach einer weiteren Ausführungsvariante des Verfahrens kann vorgesehen sein, dass die Rückseite oder die Innenseite der Stützschicht erst nach der Entfettung mit dem Laser durch Bürsten von losen Verunreinigungen, wie z.B. Spänen, befreit wird. Gerade hier zeigt sich der Vorteil der Entfettung mit dem Laser besonders deutlich, da die Bürsten länger öl- und fettfrei bleiben und damit die losen Verunreinigungen besser von der Oberfläche des Stützschicht entfernt werden können.
Zum besseren Verständnis der Erfindung wird diese anhand der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert.
Einführend sei festgehalten, dass die in der Beschreibung gewählten Lageangaben, wie z.B. oben, unten, seitlich usw. auf die unmittelbar beschriebene Ausführungsform des Mehrschichtgleitlagerelementes bezogen sind und bei einer Lageänderung sinngemäß auf die neue Lage zu übertragen sind.
Das Mehrschichtgleitlagerelement kann in Form einer Halbschale ausgebildet sein, und bildet in diesem Fall zusammen mit zumindest einem weiteren Gleitlagerelement ein Gleitlager aus, wie dies an sich bekannt ist. Es ist weiter möglich, dass das Mehrschichtgleitlagerelement als Gleitlagerbuchse (in diesem Fall ist das Mehrschichtgleitlagerelement gleichzeitig das Gleitlager) oder als Anlaufring ausgebildet ist. Weiter besteht die Möglichkeit einer anderen Teilung, beispielsweise einer Drittelteilung, sodass das Mehrschichtgleitlagerelement mit zwei weiteren Gleitlagerelementen zu einem Gleitlager kombiniert wird, wobei zumindest eines der beiden weiteren Gleitlagerelemente ebenfalls durch das Mehrschichtgleitlagerelement gebil- det sein kann. In diesem Fall deckt das Mehrschichtgleitlagerelement nicht eine Winkelbereich von 180 ° sondern einen Winkelbereich von 120 ° ab. Es besteht aber auch die Möglichkeit, dass zumindest eines der zumindest einen weiteren Gleitlagerelemente durch das Mehrschichtgleitlagerelement gebildet wird. Insbesondere ist das Mehrschichtgleitlagerelement zur Verwendung in der Motorenindustrie bzw. in Motoren vorgesehen.
Ein Mehrschichtgleitlagerelement, das im Zuge seiner Herstellung mit dem Verfahren nach der Erfindung entfettet wird, weist zumindest eine Stützsicht und zumindest eine Laufschicht auf. Es sei bereits an dieser Stelle erwähnt, dass unter dem Begriff„Entfettung" sowohl die Entfernung von zumindest einem Fett an sich, als auch die Entfernung von zumindest einem Öl verstanden wird. Es handelt sich hierbei um Fette und Öle, wie sie in der Herstellung von Mehrschichtgleitlagerelementen üblicherweise verwendet werden.
Zusätzlich dazu kann dabei auch gegebenenfalls vorhandener Schmutz entfernt werden. Dieser Schmutz kann auch in Form von typischen Ablagerungen von Bearbeitungsflüssigkeiten aus vorhergehenden Bearbeitungsschritten vorliegen. Die Bearbeitungsflüssigkeiten umfassen dabei auch, aber beschränken sich nicht ausschließlich auf, Kühlschmierstoffe, Bearbeitungs- öle, Bohremulsionen, etc. Die Ablagerungen können auch salzartiger oder anderer fester Natur sein.
Die Stützschicht bildet das sogenannte Rückseitenmetall, das einer Lageraufnahme, in der das Mehrschichtgleitlagerelement im Betrieb aufgenommen ist, zugewandt ist. Normalerweise bildet diese Rückseitenmetallschicht bei schalenförmigen Mehrschichtgleitlagerelementen die radial äußere Schicht, sofern keine Antifrettingschicht, die Beschädigungen eines Gleitlagers aufgrund von Mikrobewegungen zwischen der Lageraufnahme und dem Mehrschichtgleitla- gerelement verhindern soll, aufgebracht ist. Bevorzugt besteht die Stützschicht aus einem Stahl. Es können aber auch andere, bekannte metallische Werkstoffe, wie z.B. eine Bronze, verwendet werden.
Die Laufschicht ist jene Schicht, die im Betrieb mit dem zu lagernden Bauteil, also insbesondere einer Welle, in Kontakt steht, sofern nicht noch ein zusätzlicher sogenannter Flash aufge- bracht ist, der beispielsweise dem Einlauf des Mehrschichtgleitlagers dient.
Das Mehrschichtgleitlagerelement kann auch mehr als zwei Schichten aufweisen. So kann zwischen der Stützschicht und der Laufschicht eine Lagermetallschicht und/oder zumindest eine Bindeschicht und/oder zumindest eine Diffusionssperrschicht angeordnet sein.
Die metallischen Werkstoffe, die in Mehrschichtgleitlagerelementen für die Laufschicht, die Lagermetallschicht, die Bindeschicht und die Diffusionssperrschicht verwendet werden können, sind aus dem Stand der Technik bekannt, sodass diesbezüglich darauf verwiesen sei. Auch die Verfahren zur Herstellung eines Mehrschichtgleitlagerelementes an sich sind aus dem Stand der Technik bekannt. Im Wesentlichen lassen sich hier zwei Verfahrenswege unterscheiden. Gemäß einem ersten wird dabei ein ebenes Substrat aus dem Werkstoff für die Stützschicht hergestellt und auf diesem gegebenenfalls unter Zwischenanordnung von zumindest einer Zwischenschicht die Laufschicht angeordnet, woraus das Verbundmaterial entsteht. Hierzu zählen z.B. die klassischen Verfahren wie Walzplattieren, Gießplattieren, Sintern. Aus diesem Rohling wird danach durch Umformen das Mehrschichtgleitlagerelement geformt. Daneben gibt es auch Verfahren bei denen die Umformung des Rohlings vor dem Abscheiden des Werkstoffes für die Laufschicht durchgeführt wird. Hierzu zählen beispielsweise die galvanische Abscheidung und PVD-Verfahren, wie z.B. Sputtern.
Zudem besteht die Möglichkeit, dass die Stützschicht durch das Bauteil selbst, also beispiels- weise eine Pleuelstange, insbesondere im Bereich von dessen Pleuelauge, gebildet wird. In diesem Fall wird dann die Laufschicht durch Direktbeschichtung des Pleuelauges aufgebracht.
Bei allen Verfahren kann eine mechanische Bearbeitung bzw. Nachbearbeitung im Zuge der Herstellung des Mehrschichtgleitlagerelementes erforderlich sein, um die gewünschte bzw. erforderliche Geometrie mit möglichst geringen Toleranzen bereitstellen zu können. Wie bereits voranstehend ausgeführt, handelt es sich dabei größtenteils um spanende Arbeitsschritte, wie beispielsweise das Feinbohren oder das Stoß-Räumen. Es werden bei diesen mechanischen Bearbeitungen Kühlmittel in Form von Ölen bzw. ölhaltigen Flüssigkeiten verwendet, um die Werkzeuge vor Überhitzung zu schützen und damit die Standzeit der Werkzeuge zu verlängern.
Weiter können die Werkstoffe für die einzelnen Schichten bzw. Verbundmaterialien daraus während des Herstellungsverfahrens des Mehrschichtgleitlagerelementes mit Fetten in den Bearbeitungsmaschinen in Berührung kommen.
Die Fette und Öle müssen bekanntlich wieder entfernt werden. Dies betrifft insbesondere auch die Rückseite der Stützschicht, also jene Oberfläche der Stützschicht, die nicht der Laufschicht zugewandt sondern von dieser abgewandt ist, also insbesondere die radial äußere Oberfläche der Stützschicht. Es kann aber auch die Innenseite der Stützschicht einer Entfettung bedürfen.
Für die Entfettung - es sei ausdrücklich nochmals auf die voranstehende Definition dieses Be- griffes hingewiesen - wird bei dem Verfahren nach der Erfindung ein Laser verwendet.
Gemäß der bevorzugten Ausführungsvariante des Verfahrens wird die Entfettung nach der spanenden Bearbeitung und vor einer weiteren mechanischen Bearbeitung, insbesondere zur Entfernung der Späne (die beispielsweise beim Feinbohren anfallen), durchgeführt. Die Ent- fernung der Späne erfolgt bevorzugt durch Bürsten. Insbesondere wird das Bürsten ausschließlich nach der Entfettung durchgeführt.
Generell erfolgt die Laserentfettung bevorzugt vor einer mechanischen Bearbeitung zur Entfernung von losen Verunreinigungen auf der zu entfettenden Oberfläche des Mehrschi cht- gleitlagerelementes.
Zur Entfettung der entsprechenden Oberfläche des Mehrschichtgleitlagerelementes (es wird darunter im Sinne der Erfindung auch eine Vorstufe des fertigen Mehrschichtgleitlagerelementes verstanden) wird die gesamte Oberfläche, also insbesondere die gesamte Rückseite o- der die gesamte Innenseite der Stützschicht, mit dem Laser abgefahren, sodass also der Laser im Zuge der Entfettung jede Stelle der Oberfläche mindestens einmal überstreicht.
Das Überstreichen der Oberfläche mit dem Laser kann linienförmig erfolgen. Vorzugsweise wird die Oberfläche in Form eines Punktrasters (bezogen auf den Fokuspunkt des Lasers) ab- gefahren. Von Vorteil ist dabei, wenn die zu entfettende Oberfläche außerhalb des Fokuspunktes des Lasers liegt, wozu die Entfernung zwischen der Oberfläche und dem Laser kleiner oder größer ist, als die Fokuslänge. Dadurch wird die Oberfläche nicht punktförmig von dem Laser getroffen, sondern in Form eines Kreises oder einer Ellipse, je nachdem welche Stellung der Laser zur Oberfläche einnimmt. Bevorzugt ist die Entfernung zwischen der Oberfläche und dem Laser (d.h. dem Austritt des Lichtstrahls aus dem Laser) um einen Wert kleiner oder größer als die Fokuslänge, der ausgewählt ist aus einem Bereich von 0,5 mm bis 20 mm, insbesondere aus einem Bereich von 2 mm bis 5mm.
Die Abstände der Punkte des genannten Punktrasters werden insbesondere so gewählt, dass die mit dem Laser pro Punkt überstrichenen Bereiche aneinander angrenzen oder einander überlappen. Diese Abstände ergeben sich aus dem Abstand zwischen Laser und Oberfläche. Je kürzer dieser ist, desto weiter können die Punkte auseinander liegen, da damit ein größerer Flächenbereich des Laserstrahls von der Oberfläche geschnitten wird.
Weiter kann der Abstand zwischen Laser und zu entfettender Oberfläche so gewählt werden, dass der Fokuspunkt unterhalb der Stützschicht, also außerhalb, liegt. Die Entfettung mittels Laser erfolgt dabei ohne Abtrag von dem Metall, aus dem die Stützschicht besteht. Weiter wird diese Laserentfettung so durchgeführt, dass keine Änderung des Gefüges der Stützschicht erfolgt. Weiter kann die Entfettung auch derart durchgeführt werden, dass keine Verbindungen mit einem Bestandteil des Werkstoffes der Stützschicht, wie beispielsweise Oxide, mit dem Laser entfernt werden.
Für die Durchführung der Entfettung werden insbesondere Laserpulse verwendet. Vorzugsweise werden die Anzahl der Pulse hoch und die Impulsdauer kurz gewählt, wodurch eine thermische Belastung der zu entfettenden Oberfläche vermieden werden kann. Die Pulsfrequenz kann zwischenlOO kH und 200 kH variieren. Die Flächenleistung ist abhängig von Pulsfrequenz und dem Abstand (vorzugsweise zwischen 0,1 mm und 0,3 mm) der einzelnen Laserpunkte auf der zu entfettenden Oberfläche. Beispielsweise beträgt bei 100W Ausgangsleistung Laser die max. Pulsenergie 1 mJ und die Pulsleistung 10 kw
Es ist weiter bevorzugt wenn die Impulsstärke und die Impulsdauer des Lasers während der gesamten Entfettung der Oberfläche konstant gehalten werden. Die Entfettung der Stützschicht wird bevorzugt mit einer Leistung zwischen 100 W und 200 W betrieben. Ist eine höhere Flächenleistung in kürzerer Zeit notwendig, bedarf es einer stärkeren Laserleistung. Nach einer Ausführungsvariante dazu kann vorgesehen sein, dass die Entfettung durch zellenförmiges Überstreichen der Rückseite der Stützschicht mit dem Laser in Bearbeitungsbahnen durchgeführt wird, wobei die Bearbeitungsbahnen einander überlappen. Der Überlappungsbereich kann dabei ausgewählt werden aus 1 % bis 50 % % der Breite einer Bearbeitungsbahn. Sämtliche Bearbeitungsbahnen weisen dabei bevorzugt die gleiche Breite auf.
Es kann mit dem Verfahren nach der Erfindung ein Mehrschichtgleitlagerelement hergestellt werden, das zu 100 % fett- und ölfrei ist.
Die Ausführungsbeispiele beschreiben mögliche Ausführungsvarianten des Verfahrens, wobei auch Kombinationen der einzelnen Ausführungsvarianten untereinander möglich sind.

Claims

P a t e n t a n s p r ü c h e
1. Verfahren zur Herstellung eines Mehrschichtgleitlagerelementes mit einer Stützschicht aus einem Metall, die eine Innenseite und eine Rückseite aufweist, nach dem auf die Innenseite der Stützschicht zumindest eine weitere Schicht aufgebracht wird und die Rückseite der Stützschicht und/oder die Innenseite entfettet und danach bearbeitet, insbesondere zur Erhöhung der Maßgenauigkeit mechanisch bearbeitet, wird, dadurch gekennzeichnet, dass die Entfettung durch überstreichen der gesamte Fläche der Rückseite oder der Innenseite mit einem Laser durchgeführt wird, wobei diese Entfettung ohne Abtrag von Metall der Stützschicht und ohne Änderung des Gefüges der Stützschicht durchgeführt wird.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Entfettung durch zellenförmiges Überstreichen der Rückseite oder der Innenseite der Stützschicht mit dem Laser in Bearbeitungsbahnen durchgeführt wird, wobei die Bearbeitungsbahnen einander überlappen.
3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Entfettung der Rückseite oder der Innenseite der Stützschicht mit einem Abstand zum Laser durchgeführt wird., der kleiner ist als der Fokus des Lasers.
4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Rückseite oder der Innenseite der Stützschicht erst nach der Entfettung mit dem Laser durch Bürsten von losen Verunreinigungen befreit wird.
PCT/AT2017/060209 2016-09-01 2017-08-29 Verfahren zur herstellung eines mehrschichtgleitlagerelementes WO2018039693A1 (de)

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