[发明专利]锡基滑动轴承合金

说明书

技术领域

本发明涉及具有至少一种主合金元素和25至98重量％的锡含量、适合于以浇注方法制备滑动轴承涂层的锡基滑动轴承合金。此外，本发明还涉及滑动轴承合金的用途。

背景技术

锡基滑动轴承合金十年来例如作为白色金属为人所知并且具有锑和铜作为主合金元素，其中给合金补充以其他元素。

在这种情况下，经常将滑动轴承合金浇在承载结构上，例如由钢制成的，例如以轴瓦的形式的。滑动轴承合金应当具有对于灰尘颗粒的良好嵌入性和对相互滑动的元件，例如转动轴的良好适应性。锡基滑动金属合金具有这些特性，但是关于其负荷能力受到限制。由于对滑动轴承合金的持续负荷能力的要求提高，因此越来越多地使用可较高地负荷的滑动轴承合金，例如铝-锡基的。然而，这些滑动轴承合金关于嵌入性和适应性不具有锡基滑动轴承合金提供的有利特性。因此，已进行了很多实验，以关于负荷能力，因此特别是关于其硬度和疲劳强度改善锡基滑动轴承合金。

通过DE 28 18 099 C2已知一种锡基白色金属，其包含合金元素锑、铜和镉以及作为晶粒细化元素的铬和钴，此外配有0.02至0.08重量％的硼和0.1至0.2重量％的锌。通过硼和锌的组合效应，与钴和铬一起，取得了强度性能的根本改善。由于锌而出现的在钢质垫片上的联结的变差由于硼的添加重又被抵消。

GB 2,146,354 A公开了一种具有主合金元素锑和铜的锡基滑动轴承合金，其中强度的提高应当通过晶粒细化由于添加具有0.005至0.5重量％含量的钛而取得。

SU 1 560 596 A1公开了一种锡基滑动轴承合金，其具有7至8重量％铜、10至12重量％锑和15至20重量％锌作为主合金元素，和锡作为其余。该合金具有提高的耐久性和耐磨性，然而仅通过电弧喷涂可施加在钢基体上。如果通过浇注施加该合金，那么它作为滑动轴承合金由于经常过低的刚性是不可用的。

对所使用的滑动轴承合金的另一个要求在于，保持其没有对环境有害的合金成分，以保证生态学上相容的滑动轴承合金(白色金属合金)。然而至今没有成功地制成这样的滑动轴承合金，其满足较高的强度要求。在对负荷能力和对耐磨性的较高要求的情况下，因此经常此外选择铝基轴承金属，虽然在使用该轴承金属的情况下不得不放弃锡基轴承金属合金的出色的自润滑特性。

通过WO 2009/108975 A1已知具有4至30重量％锑和1至10重量％铜的白色金属。在这种情况下，合金应当此外具有由具有0.2至2.6重量％之间的总浓度的元素组钴、锰、钪和锗组成的元素以及至少一种由具有0.05至1.7重量％之间的总浓度的元素组镁、镍、锆和钛组成的元素，其中锑和铜的总含量，在至少相应于三倍铜含量的锑含量的情况下，为最高35重量％。滑动轴承合金可以包含0.6至1.8重量％，优选地0.7至0.9重量％锌的添加物。锌通过额外晶核的形成有助于铜-锡相和锡-锑相的细化。因此，将该相的生长阻止在有害的大小。由此得出0.6重量％锌的下限，即较少的添加不再产生正的效应，同时由此得出上限，即在1重量％以上，锌不再溶解于锡混合晶体中并且在锡和锌之间形成具有大约200℃的Tm的低熔化共晶相，其降低高温强度以及耐腐蚀性。

发明内容

本发明基于如下目的，提供锡基滑动轴承合金，其具有改善的强度，并且直至一定的操作温度，提高了锡基滑动轴承合金的强度，从而可以省略掉铝基滑动轴承合金的使用。

根据本发明的第一个方面，该目的是借助前述类型的滑动轴承合金通过下列主合金元素实现的：

0至25重量％的锑

0至20重量％的铜，和

2至14重量％的锌。

根据本发明的第二个方面，该目的是通过下列主合金元素实现的，

0至25重量％的锑

0至20重量％的铜，和

2至30重量％的锌

和至少一种选自一个或多个下列组的附加合金元素

组I：

钴、锰、钪、锗和铝，具有0.001至2.6重量％的总含量，

组II：

镁、镍、锆、钛，具有0.005至1.7重量％的总含量，

组III：

铋、铟、镉和铅，具有各自最大5重量％的含量和最大8重量％的总含量，

组IV：

锂、银、铈、钇、钐、金、碲和钙，具有各自高达2.5重量％的含量和高达4重量％的总含量，

组V：

砷、铌、钒、铬、钨、镧和铒，具有各自最高1.0重量％的含量和最高2.25重量％的总含量，

组VI：