[发明专利]用于制造滑动轴承的轴承壳套的方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种用于制造滑动轴承的轴承壳套的方法。本发明还涉及使用这种方法所制造的轴承壳套。

背景技术

众所周知，在汽车的发动机中使用的例如双组分铝轴承壳套会经受疲劳。这样的轴承壳套包括钢底和通过辊压接合工艺施加于钢底上的轴承金属层，该轴承金属层可例如由铝锡合金构成。还可以在钢底与轴承金属层之间插入中间金属层，以提高轴承壳套的机械性能。

然而，由于这种复合材料的制造工艺以及轴承金属的机械性能，以这种方式构造的轴承壳套对于高达约70兆帕的发动机中的负载的应力能力会受到限制。

为了在轴、齿轮、弹簧或连杆中产生增加的疲劳强度，根据本领域的背景技术，可以通过钢珠、陶瓷珠和/或玻璃珠来轰击(所谓的“喷丸”)其表面。由此，在近表面区域中产生可通过应变硬化而引起增加的疲劳强度的残余压应力。

DD259021A1公开了一种往复式压缩机驱动齿轮的径向轴承。这里描述了设计成复合式轴承的径向轴承，其针对几何形状进行构造，从而通过安装到壳体中和相应的变形而在滑动层中产生限定的压缩预张力。以此方式，轴承的韧性得以提高。

备选地，DE102007028888A1公开了曲轴(即由轴承所支承的部件)的区域中的目标性机械应变硬化，目的是以此方式增加该部件的强度。因此，这种效果基本上类似于DD259021A的效果，然而与轴承壳套相比，此效果还与由轴承所支承的部件的应变硬化有关。

DE102005055708A1涉及一种通过喷砂用磨料颗粒形成腔体的方法。

发明内容

本发明的目的旨在开发一种用于提高滑动轴承壳套的轴承金属的疲劳强度的方法。

该目的可通过权利要求1所记载的方法得到解决。

因此，在承载金属面上通过金刚砂颗粒对其它方面已完工的轴承壳套进行喷砂，所述承载金属面即是轴承壳套的在使用过程中与由轴承所支承的部件相对的面。优选地，这里使用了由80％-99％的氧化铝构成的喷砂用金刚砂。根据莫氏硬度指标，其硬度接近于10。特别地，在通常为弯曲的轴承壳套中，“承载金属面”是凹面。通过喷砂，在轴承壳套的经喷砂的材料中产生了残余压应力。

通过这样的方法，可通过颗粒冲击来压缩滑动轴承面上的轴承壳套(基本上即轴承壳套的轴承金属)。颗粒会撞击表面并且由此被反射。以此方式，颗粒至少将一些冲量和动能释放到轴承壳套上，这会压缩在表面附近的轴承壳套材料。而且，轴承金属中局部地建立了应力，与此同时轴承金属的表面粗糙度略微增加。通过由于喷砂而产生的残余压应力，提高了轴承壳套的疲劳强度。

通过金刚砂进行喷砂的特殊优点来自于金刚砂的高硬度(莫氏硬度9)。以此方式，颗粒将由于轴承上的冲击而仅略微变形，这尤其带来如下优点：相比于较小硬度的颗粒的情况而言，这种颗粒可以将大出许多量的动能传递到轴承壳套，这带来对所处理的轴承壳套的硬化的改善。使用喷砂用金刚砂的一个优点是耐磨性强，即它可以很容易地再次使用。

从属方法权利要求2描述了优选实施方案。

优选地，使用位于2.5巴(bar)与5巴之间的压力向轴承金属喷射颗粒。上述压力是指将空气(或其他气体)输送到含有金刚砂的喷嘴中的压力。以此方式，实现了极为良好的表面压缩，由此可以非常有效地产生残余压应力，同时相应地使压力足够低，以避免由于颗粒过高的冲击速度而造成的对轴承壳套的损坏或过于粗糙的表面粗糙度。

本发明目标的另一个解决方案由根据权利要求3的轴承壳套来提供。该轴承壳套具有根据权利要求1至2的方法步骤所产生的优点。

优选地，在近表面区域中的轴承金属当不喷砂时具有约115Hv0.01或更小的硬度，然而，在喷砂区域中的轴承金属具有约130Hv0.01或更高的硬度。相对于未经喷砂的区域的硬度而言，这相当于使硬度增加了超过10％，即约13％。以此方式，通过喷砂得到了显著增加的轴承金属强度，而没有必要再使用另外的、缺少成本效益的材料来作为轴承材料。

而且，已经证明，轴承壳套由两个或多个层构成是有利的。这具有如下优点，即几种材料的有利特性可以以此进行组合。特别地，具有高表面强度和疲劳强度的性质的金属可例如用作轴承金属，而那种硬度尽可能大并且使用寿命尽可能长的材料可以用于基底材料。