[发明专利]多层的滑动轴承材料

说明书

本发明涉及多层的滑动轴承材料，它的滑动面涂覆有固体润滑剂的保护层。

滑动轴承通常用来作为如船用发动机或汽车发动机曲轴的轴承。滑动轴承是由钢基体和与它结合的铜质轴承合金或铝质轴承合金构成的。保护层通常是涂覆在滑动轴承的表面，以改进与提高滑动的适应和贴合性与耐磨性。

JP-A-2000-27868报导了如有自润滑的聚四氟乙烯覆盖于表面的船用发动机的滑动轴承。而JP-A-58-108299则报导了汽车发动机的滑动轴承，它的滑动面涂覆有保护层，保护层包括如石墨或二硫化钼的固体润滑剂和如酚醛树脂或环氧树脂的粘合剂。

酚醛树脂或环氧树脂属热固性树脂，它们的硬度高，因而都缺乏足够的适应和贴合性。几乎没有一种润滑剂可供发动机起动时使用。尤其是在树脂与曲轴间发生滑动磨损时所产生的磨损碎屑将损害保护层，有时将使保护层在它的使用的早期阶段便失去效用。

为了防止上述的滑动磨损，人们提出了在保护层使用如含聚四氟乙烯的软的热塑性树脂。然而它缺乏足够的耐磨性。另外，当曲轴因折曲而导致与轴承的一端局部接触时，约有10μm厚的热塑性树脂的接触部分将减薄，以致保护层在它的使用期限的早期阶段便失去效用。由此产生的轴承合金和曲轴间的金属与金属接触有导致滑动卡塞(seizure)的可能性。

因此，本发明的目的是提供一种多层的滑动轴承材料，它能防止保护层因磨损碎屑而导致的过早磨损，并能防止与配对部分的局部接触而产生的滑动卡塞。

本发明提供的多层滑动轴承材料包含有一保护层涂覆于轴承合金层的表面，其特点是保护层包括有固体润滑剂和粘合剂，粘合剂包含有热塑性与热固性的树脂，二者在极性溶剂中都是可溶的。

热塑性树脂与热固性树脂溶解于溶剂中时，它们是如同分子一样的微小单元彼此完全混合的。由此形成的粘合剂具有热塑性树脂与热固性树脂的中间特性。相应地保护层即使和配对部分有局部接触也难以变形，因而具有相当大的强度。因此可防止保护层使用的过早磨损和滑动合金层与配对部分间的金属-金属接触。另外，由于粘合剂具有适宜的硬度，能保持所要求的滑动适应和贴合性。即使粘合剂在与配对部分的滑动时耗尽，保护层表面也不会在它的使用早期阶段有深度的损坏而失去效用。

保护层的一种优选形式是热固性树脂的体积百分数是100％时，热塑性树脂的体积百分数是1％至100％。当热塑性树脂的体积百分数小于1％时，粘合剂有类似于热固性树脂的特性。相应地粘合剂的适应和贴合性差，可出现磨屑导致的过早的滑动磨损。而当热塑性树脂体积百分数超过100％时，粘合剂有类似于热塑性树脂的特性。因为这时保护层的硬度降低，将有耐磨性的下降，并出现与配对部分的局部接触而产生的金属-金属接触。

另一种优选形式是保护层含有不高于80％体积百分数的固体润滑剂。固体润滑剂减小了保护层的摩擦系数。如固体润滑剂高于80％体积，热塑性树脂与热固性树脂的百分数减少，这时固体润滑剂不能保留下来，保护层的强度和相应的保护层的耐磨性都将减低。

再一种优选形式是保护层含有不超过5％体积百分数的硬粒子。硬粒子可提高保护层的耐磨性。当硬粒子体积百分数超过5％，保护层的冲击性增大，致使其配对部分损坏，或由于其配对部分的损坏而使保护层失去效用。

本发明将仅根据附图与实例作出叙述，其中：

图1是本发明一个实施方案中的滑动轴承的剖面图；

图2是滑动轴承的透视图；和

图3是船用发动机曲柄的部分剖面图。

另外表3列出了具有本实施方案的保护层10的滑动轴承和具有传统保护层的滑动轴承的摩擦，磨损与卡塞实验的结果。

本发明的一个实施方案将根据附图进行描述。该实施方案是将本发明应用在船用发动机曲柄销的滑动轴承上。

首先参看图3，它显示供船用发动机曲轴上使用的曲柄销轴承1。曲柄销轴承1包括轴承盒2和套在轴承盒上的滑动轴承3。轴承盒2包括曲柄杆4，装在曲柄杆上的上盒5和装在上盒下部的下盒6。滑动轴承3包括彼此上下对放的两个半圆柱形滑动轴承7。一个半圆柱形轴承7如图2所示，每个轴承7此处以后称为“半轴承”。图1表明每个半轴承7包括钢板制的金属基体8，含有铝轴承合金的并附着于金属基体上的合金层9，和在合金层表面(轴承面)涂覆着的保护层10。保护层10是使用适当的涂覆方法，例如喷雾、辊涂或涂刷等方法进行涂覆的。